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美国密苏里大学林见教授、莱斯大学James M Tour教授,最新EES!
学术
2024-10-08 18:14
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研究概述
电催化海水分解作为一种有前景的环保、大规模绿色制氢方法,受到了广泛关注。
其中,开发高效低成本的电催化剂仍处于该领域的前沿。
基于此,2024年10月7日,
美国密苏里大学林见教授、莱斯大学James M Tour教授
在国际期刊
Energy & Environmental Science
发表题为《Laser-Induced High-Entropy Alloys as Long-Duration Bifunctional Electrocatalysts for Seawater Splitting》的研究论文。
在此,研究人员报道了一种在环境条件下通过
CO
2
激光诱导金属前驱体在碳纸上直接原位快速合成FeNiCoCrRu高熵合金纳米粒子
(HEA NPs)的方法
。
由于诱导产生的超高温和超快加热/淬火速率,5~40 nm的HEA NPs具有均匀的相均质性
。
研究表明,FeNiCoCrRu
HEA NPs具有
优异的双功能电催化活性,在碱性海水中,600 mA/cm
2
下的析氢反应(HER)过电位为0.148 V,300 mA/cm
2
下的析氧反应(OER)过电位为0.353 V。
当组装到电解槽中时,在运行超过3000小时后,其在250 mA/cm
2
下的电压增加可以忽略不计。
这种优异性能可以归因于高熵设计、大电化学比表面积、出色的化学和结构稳定性。
Operando拉曼光谱研究表明,
Ni和Ru
位点是析氢的活性位点,而Ni位点是析氧的活性位点。
这项工作展示了激光诱导的生态友好型纳米材料合成方法,并对HEA设计及其与高效海水分离的相关性有了更深了解。
图文解读
图1:
HEA NPs的晶体结构和化学组成
图2:
HEA NPs在碱性海水中的电催化性能和稳定性
图3:
HEA NPs电催化反应机理
文献信息
Laser-Induced High-Entropy Alloys as Long-Duration Bifunctional Electrocatalysts for Seawater Splitting,
Energy & Environmental Science
,
2024
. https://doi.org/10.1039/D4EE01093K.
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