Advanced Energy Materials:酸性介质和磷掺杂调控钴基化合物用于高效电解水

山东大学前沿交叉科学青岛研究院吴昊、邓伟侨团队联合新加坡国立大学合作者发现酸性介质制备Co基化合物展现出意想不到的组分和结构演变。调节反应条件可制得分级结构。此外,理论计算结果表明P掺杂会将电荷向相邻的Co位点转移,从而减小位点过强的H*结合能,提高催化活性,最终实现高效电解水。

Advanced Materials:金属有机框架催化材料的理性设计及电解水应用

四川大学程冲研究员团队在Advanced Materials发表研究进展综述总结和介绍了近年来金属有机框架(MOF)材料的催化结构设计及其在电解水应用领域的研究进展。首先,作者从原子和分子水平上讨论了MOF材料及MOF衍生杂化材料的化学组成和催化结构设计;其次,对析氢及析氧催化活性、活性位点识别和催化机制进行了总结。

Advanced Function Materials:钒离子搭桥 ——基于非晶态钴钒氧化层的高效水分解电极材料

南开大学胡振芃教授、中国石油大学(华东)李忠涛教授和吴明铂教授开发出一种制备高效水分解电极的方法,设计实现无定形钴钒氧化物电极。电极独特的Co-O-V结构可以消除载流子迁移过程中自旋翻转的传输能垒,并且催化电解水反应以更高效的晶格氧机理进行,宏观上实现1.48伏10毫安的电解池。

Advanced Functional Materials:CeO2耦合Co4N多孔纳米片用于大电流密度下高效电化学全解水

天津师范大学李程鹏和杜淼等采用阴离子插层增强电沉积及选择性高温氮化的方法,制备了超亲水Co4N-CeO2多孔纳米片阵列自支撑电极。实验和DFT计算结果表明,CeO2的耦合能够促进水分子的分解、优化氢的吸附并降低OER反应中间体的形成能垒,从而显著增强Co4N-CeO2复合电极的HER和OER催化活性。

Advanced Materials:3D打印碳纳米管增强石墨烯电极助力高效电解水

苏州大学功能纳米与软物质研究院江林课题组和合作者基于3D打印策略,构筑了兼具高机械强度、高导电性和多尺度多孔结构的碳纳米管增强石墨烯材料,作为电解水电极显示出了优异的性能。

Advanced Materials:多元仿生电极助力电解水产物原位分离

哈工大马军院士和天津大学曹墨源博士等人利用多元仿生思路构建了具有原位气泡拆分能力的泡沫镍电极。基于水下超亲气、Janus不对称浸润性、几何梯度不对称界面的共同作用,在阴阳极上形成的气泡可以被原位拆分和输运,实现一种简化的无隔膜结构电极池设计。

Small:非3d过渡金属掺杂的二维Ni-Co异质结阵列电极及其在便携式全解水器件中的应用

浙江工业大学的曹澥宏教授团队通过在异质结材料中掺杂非3d高价过渡金属以优化催化剂的电子结构、提升其本征活性,实现了高效、多功能的一体化电催化电极。

Advanced Science:相得益彰:Ni-Fe-Mo三元电极助力高效全电解水

在泡沫镍基底上生长Ni-Fe-Mo三元纳米片阵列,纳米片由相互交联的Ni-Fe-Mo 氧化物颗粒(NiFeMoOx)和金属Ni颗粒构成。其中,NiFeMoOx具有无定形结构和氧空位,Ni颗粒相互交联形成电子导电网络。由Ni-Fe-Mo电极构成的全电解池达到10 mA/cm2所需电压仅为1.50 V(1 M KOH)。NiFeMoOx及其原位生成的Ni-Fe-Mo羟基氧化物分别是析氢和析氧反应的主要催化活性物质。

Advanced Functional Materials:氢氧析出电催化性能较为优异的磷掺杂石墨片

中国矿业大学低碳能源研究院刘滋武教授课题组通过电化学测试证实单一磷掺杂石墨片的氢氧析出电催化活性已超越大多多元共掺杂碳催化剂及金属催化剂,相关性考察和密度泛函理论计算揭示其优越的氧析出活性主要由C-O-P官能团引起,而氢析出活性位则由磷的C3-P=O官能团分解以后所产生的五元缺陷直接提供。

Advanced Energy Materials:相辅相成——硼化诱导超薄Ni-ZIF/Ni-B晶体-非晶结构纳米片用于高效水分解电催化剂

复旦大学材料科学系吴仁兵课题组利用一种简单室温硼化的方法,通过控制硼化时间,将泡沫镍上棒状的Ni-ZIF转化为超薄Ni-ZIF/Ni-B晶体-非晶结构纳米片。实验结合理论计算表明相比于晶体Ni-ZIF或者非晶Ni-B,这一晶体-非晶薄片结构,可以调节反应过程中的决速步骤并有效降低反应能垒。在10 mA cm-2的电流密度下,全水解电压仅需1.54V,优于商业催化剂。