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電化學水分解制氫是緩解能源危機和環境問題的有效方法。在酸性條件下制氫具有許多優勢，高H⁺濃度能夠促進了離子傳輸，改善析氫反應(HER)。然而，對于OER半反應，到目前為止還沒有穩定且廉價的OER催化劑可以在酸性介質中的高電位和/或電流密度下工作(即使是高活性的RuO₂也存在嚴重的失活問題)。

基于此，西班牙加泰羅尼亞化學研究所José Ramón Galán-Mascarós和巴斯克大學Sara Barja等制備了氮摻雜碳涂覆的Co₃O₄納米粒子(Co₃O₄@C)，其能夠在酸性條件下進行穩定析氧。

具體而言，所制備的工作陽極中結合了兩種有效的策略：1.將含量豐富的金屬元素中加入具有納米結構的OER催化劑以最大化活性表面積；2.導電碳載體支撐和由石蠟油和石墨粉制成的部分疏水粘合劑協同，增強了電極表面的疏水性，這可以避免金屬氧化物的適當溶劑化，從而阻止它們的溶解。因此，Co₃O₄@C在酸性條件下具有優異的OER活性和穩定性。

在1.0 M H₂SO₄溶液中，Co₃O₄@C/GPO在10 mA cm^-2電流密度下的過電位≤398 mV；在100 mA cm^-2電流密度下連續運行43個小時后，Co₃O₄@C/GPO上的電位僅增加27 mV。

此外，在加速降解測試(ADT)中，優化的40-Co₃O₄@C/GPO電極在約600次CV循環后也表現出良好的穩定性，在10 mA cm^-2電流密度的過電位僅增加14 mV。總的來說，Co₃O₄@C/GPO電極達到和維持的電流密度足以滿足光電化學(PEC)器件的需求，同時研究人員正在研究將這些酸穩定電極組合為光活性半導體的助催化劑。

Sustainable Oxygen Evolution Electrocatalysis in Aqueous 1 M H₂SO₄ with Earth Abundant Nanostructured Co₃O₄. Nature Communications, 2022. DOI: 10.1038/s41467-022-32024-6

原創文章，作者：Gloria，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.zzhhcy.com/index.php/2023/11/01/83027c9a9f/

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Nature子刊：疏水性納米結構Co3O4@C，在酸性條件下可持續電催化析氧

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