Small Structures:高活性非晶催化剂在电催化分解水领域研究进展

陕西师范大学新能源高等技术研究院刘生忠教授团队应邀在 Small Structures上发表了题为“High Density and Unit Activity Integrated in Amorphous Catalysts for Electrochemical Water Splitting”(高活性非晶催化剂在电催化水分解中的应用)的综述,全面系统地介绍了非晶基催化剂与电解水之间的构效关系,为探寻优异性能的催化剂提供了新方向。

Small:镍掺杂的钙钛矿助力高效稳定的碱性电催化析氧反应

广东工业大学林展课题组通过B位Ni掺杂经典钙钛矿Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ(BSCF)而获得一系列在碱性溶液中高效且稳定的OER催化剂BSCFNx。Ni的掺杂进一步增加氧空位浓度,进而提升钙钛矿的OER电催化本征活性,且获得了良好的电解水稳定性。

Small Methods:另辟蹊径——基于外场(电场、磁场、应力、光)促进电催化析氢反应与析氧反应

颜清宇教授课题组依次总结了电场、磁场、应力以及光对电催化析氢反应与析氧反应的影响并深入探讨了其工作原理。最后,本文指出外场辅助电催化反应的未来主要发展方向,包括电催化系统的结构优化、多场协同作用以及在其它电催化反应中的拓展应用(如二氧化碳还原、氮还原、氧还原)。

Small:化腐朽为神奇—基于泡沫铁的可控吸氧腐蚀制备高效电催化材料

华中科技大学王得丽教授课题组将有害的金属腐蚀用于电催化材料制备,通过调控泡沫铁在“NaCl-NiCl2”双氯化物盐溶液中的吸氧腐蚀,优化腐蚀层的形貌和物相组成,获得了高活性和高稳定性的析氧催化剂。优越的析氧活性主要得益于腐蚀层的三维多孔和超薄纳米片结构、材料的高导电性和高亲水性以及NiFe-LDH/FeO(OH)异质结构。

Small:金属层辅助生长的类二维超长有机金属框架阵列在高效析氧电催化剂中的应用

南开大学朱剑教授和卜显和教授课题组采用热蒸发沉积金属层的方法实现了在不同基板上生长超长有机金属框架(MOFs)阵列。这种界面工程的方法利用配体和金属层间的配位作用实现了规整MOFs阵列的定向生长及图案化。这些MOFs阵列具有较高的析氧反应电催化活性。

Advanced Materials: 层状结构是导致块体NiFe氢氧化物在碱性析氧反应中不稳定的罪魁祸首

新加坡南洋理工大学化学与生物医学工程学院刘彬课题组发现NiFe层状氢氧化物的层间位点会贡献析氧反应活性。在碱性析氧反应过程中,由于氢氧根离子在层间扩散速率慢,导致在层间形成局部酸性环境,从而腐蚀催化剂,导致块体NiFe氢氧化物在碱性析氧反应中不稳定。

在八面体位点扩大Co-O共价性,促进尖晶石氧化物用于高效的析氧反应

南洋理工大学徐梽川教授课题组通过Fe取代ZnCo2O4中的部分Co使得Co-O共价性增强,进而导致析氧活性提高。具备最优性能的ZnFe0.4Co1.6O4催化剂在析氧反应中显示出明显的pH依赖性,这表明尖晶石的析氧反应存在非协同的质子-电子转移。由于尖晶石氧的p能带中心的和费米能级相距较远,该工作提出阳离子缺陷型尖晶石氧化物中的晶格氧不一定会作为活性位点参与析氧反应。

Small Methods: 开放环境下利用火焰快速制造氧缺陷提高镍铁双羟基复合氢氧化物析氧活性

北京化工大学孙晓明课题组和Stanford大学Xiaolin Zheng课题组合作,通过利用还原性火焰焙烧的方法,向镍铁层状双氢氧化物(NiFe-LDHs)中快速引入高浓度氧空位并有效调控其中金属位点的电子结构。

新颖的高活性析氧催化剂 — 三金属NiFeCr水滑石材料

美国威斯康星大学麦迪逊分校的金松 (Song Jin) 教授科研团队在设计新型高内在活性的OER催化剂方面取得了重大进展。该工作使用简单的一步水热合成法制备出了三金属NiFeCr水滑石材料。

非晶态Co3(PO4)2与晶态Co3O4杂化介孔纳米片网络结构电催化剂实现高效的电催化及光电催化氧气析出反应

香港城市大学张文军教授团队设计合成了一种由非晶态Co3(PO4)2与晶态Co3O4杂化而成的介孔纳米片网络结构复合电催化剂,其具有优异的电催化及光电催化析氧反应活性。