本刊推荐 | 安徽师范大学李永新课题组:纳米电极上单纳米气泡的伏安分析和电催化

文摘   2024-09-15 14:05   福建  

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该论文利用金纳米盘电极的极小尺寸(Au NEs,半径小于50 nm),研究了在纳米电极表面产生的单个氢纳米气泡,并通过微动力学模型评价了金纳米电极和金@二硫化钨量子点纳米电极(Au@WS2 NEs)的析氢反应(HER)活性。

背景介绍

如今,太阳能、氢能、核能等备受关注,而如何有效地实现这些可再生能源的转换、储存和利用,是当前新能源开发过程中最重要的问题。电解水生产清洁能源氢气由析氢反应(HER)和析氧反应(OER)组成。在燃料电池中,阳极的水合肼被氧化生成氮。氯碱工业中,阳极氧化产生氯气、甲醇等。这一系列气体析出反应是电化学工业的基础。由于纳米粒子、团簇甚至单原子作为气体演化化学过程催化剂的广泛研究和应用,纳米催化剂表面纳米气泡的研究,特别是其形成、生长和脱离的研究,吸引了越来越多的科研人员。纳米气泡的电化学研究近年来才开始受到关注,纳米电极已经发展成为能够定量研究单个气体纳米气泡的独特工具。


研究出发点

探索了单个氢纳米气泡在Au NEs表面上的成核过程,并提出了一种具有更高析氢反应活性的Au@WS2 NEs


图文解析

图1  Au@WS2 NEs表面HER过程示意图

图2  Au NEs的相关表征

图3  WS2 QDs的相关表征

图4  单个纳米气泡的电化学峰型响应


总结与展望


这项工作利用极小尺寸的纳米电极甚至包括分子尺寸的纳米电极对其表面产生的单个氢纳米气泡进行研究,为纳米气泡电化学研究提供了基础,并为后续基于气泡的应用提供了新的思路,可以帮助我们设计和筛选应用于基础电化学、电催化和能源相关领域的新型纳米材料,特别是在单个实体水平上。

课题组介绍

李永新,安徽师范大学教授,博士生导师。2006年获中国科学技术大学分析化学专业博士学位。主要研究方向为基础电化学、纳米电化学和单分子/粒子分析。在JACS、Anal. Chem.、Chem. Commun.、Chem. Eur. J.等顶级期刊发表研究论文100余篇。

关于本文

引用格式:
罗贤准, 陈晓虎, 李永新. 纳米电极上单纳米气泡的伏安分析和电催化[J]. 电化学(中英文), doi: 10.61558/2993-074X.3475.

Xianzhun Luo , Xiaohu Chen , Yongxin Li . Single Nanobubble Formation on Au Nanoelectrodes and Au@WS2 Nanoelectrodes: Voltammetric Analysis and Electrocatalysis[J]. Journal of Electrochemistry, doi: 10.61558/2993-074X.3475.

DOI:

10.61558/2993-074X.3475
https://electrochem.xmu.edu.cn/CN/10.61558/2993-074X.3475

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