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?東南沈寶龍Small:活性電子離域行為促進FeCoMoPB非晶納米板高效堿性水氧化

本文制備了無貴金屬FeCoMoPB非晶合金,其在堿性條件下表現出優越的水氧化活性。

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合理設計高性能、低成本的電催化劑以克服水氧化反應緩慢的動力學是水電解產氫面臨的重大挑戰。具有不完全填充d軌道的過渡金屬具有內在的電子相互作用以促進反應動力學,然而多活性中心的構建仍然是一個難題。
基于此,東南大學沈寶龍課題組通過化學還原策略,制備了無貴金屬FeCoMoPB非晶合金,其在堿性條件下表現出優越的水氧化活性。
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研究人員探究了(FeCo)100-x: Mox(x = 0,3,5,7和10,表示為Mo0,Mo3,Mo5,Mo7和Mo10)的Mo的量對電催化活性的影響;在1.0 M KOH電解質中,Mo5非晶納米板達到10 mA cm-2的電流密度僅需要236 mV的低過電位,同時保持48小時的優異穩定性,超過了大多數最先進的非貴金屬基電催化劑。
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理論模擬表明,Mo元素的微量加入會導致電子位錯行為,使FeCoMoPB非晶納米板中鄰近原子的電荷密度增加,這種電子結構的變化有效地降低了水氧化過程中決速步驟(RDS)的能壘,增強了電催化水分解的活性。該項研究為設計和制備高效的非貴金屬合金電催化劑以廣泛應用于水分解,燃料電池和金屬空氣電池提供了策略。
Attractive Electron Delocalization Behavior of FeCoMoPB Amorphous Nanoplates for Highly Efficient Alkaline Water Oxidation. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202204135

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