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http://m.jrdgc.com/ss/shichunmu/publicationsshow_16412.html#:~:text=Ultra%2Dfast%20and%20In%2Ddepth%20Reconstruction%20of%20Transition%20Metal%20Fluorides%20in%20Electrocatalytic%20Hydrogen%20Evolution%20processes
米人 2021-11-14

迄今為止關于HER催化反應的完全結構重組相關報道非常罕見。

有鑒于此,武漢理工大學吳勁松、木士春等報道發展了一種結構可重組的氟化物預催化劑(pre-catalyst),其表現超快速的深度結構自重組,顯著促進電催化制氫(HER)的活性。

通過實驗和DFT計算結合,驗證了氟化物材料的獨特表面結構、堿性電解液、偏壓是導致HER催化反應過程中發生結構重組的關鍵

本文要點:

(1)

堿性電解液促進快速F-離子浸出,同時提供OH-作為補充離子形成無定型α-Co(OH)2,隨后能夠快速轉變為β-Co(OH)2;偏壓是促進無定型β-Co(OH)2的晶化和結構重組。

催化劑轉變為結構松散和富含缺陷的結構,在10 mA cm-2電流密度中實現了54 mV超低的過電勢,同時具有優異的長期電催化穩定性,催化性能比Pt/C的性能更高。

(2)

DFT計算進行驗證,發現F-離子浸出能夠有效的促進制氫反應、水吸附能,因此顯著改善HER催化活性。這種結構自發重組同樣適用于其他非貴金屬過渡金屬氟化物催化劑。

(3)

本文研究結果展示了HER電催化反應中催化劑自重組現象,為發展高效率催化劑提供經驗。

參考文獻

Pengxia Ji, Ruohan Yu, Pengyan Wang, Xuelei Pan, Huihui Jin, Deyong Zheng, Ding Chen, Jiawei Zhu, Zonghua Pu, Jinsong Wu*, Shichun Mu*, Ultra-Fast and In-Depth Reconstruction of Transition Metal Fluorides in Electrocatalytic Hydrogen Evolution Processes, Adv. Sci. 2021, 2103567

DOI: 10.1002/advs.202103567

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/advs.202103567