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高效耐用AD-HN-Ir电催化剂
材料人测试客服小陈     2021-11-05 微信扫码分享 登录后可收藏  
应用场景:
电解水制氢
关键性能:
实现超高质量活性2860 A gmetal-1,高转换频率5110 h-1
产品介绍:

中国科学技术大学韦世强教授和刘庆华副研究员(共同通讯作者)等人报道了一种新型原子分散的Ir活性位点,通过可控的电驱动氨基诱导策略耦合到杂-氮配置的3D碳基底上,作为超低铱电催化剂,从而实现高电催化活性和在酸性介质中的长期耐用性。在原子水平上,由于PAni和电驱动NH2的弱氧化还原单元中的选择性离子键效应,活性异Ir-N4部分被限制在杂-氮配置的3D碳基底中,具有强界面化学耦合。通过原位X射线吸收精细结构(XAFS)光谱显示,在低驱动电位下,一个氧原子以O杂Ir-N4部分的形式在Ir活性位点形成,加速了电子从金属位点向相邻原子的转移,从而加快了反应动力学。更重要的是,由于酸性OER过程中耦合氧的亲电效应,原位同步辐射红外光谱(SRIR)和电化学阻抗谱(EIS)在低驱动电压下直接观察到H2O吸附,并在O杂Ir-N4活性位点上产生关键的*OOH中间体,快速克服水氧化的速率决定步骤,从而提高有效的酸性OER活性和稳定性。因此,制备的AD-HN-Ir电催化剂可以提供216 mV的低过电位,以实现酸性OER的10 mA cm-2电流密度、超高质量活性为2860 A gmetal-1,高转换频率(TOF)为5110 h-1。此外,AD-HN-Ir电催化剂对OER的法拉第效率约为97%,在酸性介质中连续运行100 h后OER活性没有明显衰减。研究成果以题为“In-situ spectroscopic observation of dynamic-coupling oxygen on atomically dispersed iridium electrocatalyst for acidic water oxidation”发布在国际著名期刊Nature Communications上。

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