納米人 Nanoyu 2022-09-03
單原子金屬體系的不穩(wěn)定性和低的大電流密度效率引起了人們的廣泛關(guān)注。
近日，武漢理工大學(xué)木士春教授，南京曉莊學(xué)院Suli Liu（注：劉蘇莉教授）發(fā)現(xiàn)，親氧金屬(Ru)物種在FeCo-LDH中的單原子位摻雜（Ru-SACs@FeCo-LDH）可以有效地破壞FeCo-LDH的對(duì)稱結(jié)構(gòu)，并導(dǎo)致在對(duì)稱性破缺界面形成原位原子Ru-O-TM（Fe，Co和Ni）類納米化合物，這是獲得優(yōu)異的OER催化活性所必需的。
文章要點(diǎn)
1）研究人員用一種簡(jiǎn)單的方法設(shè)計(jì)和制作了Rux SACs@FeCo-LDH，它在246 mV的超低過電位下提供了1000 mA cm-2的大電流密度，并在1000 h內(nèi)保持了高的穩(wěn)定性。此外，Rux SACs@FeCo-LDH的優(yōu)異的HER性能可媲美商業(yè)鉑催化劑。
2）相應(yīng)地，組裝的Rux SACs@FeCo-LDH雙電極電池在1.47和1.52 V的低電池電壓下，在堿性介質(zhì)中的總水分解的工業(yè)電流密度分別達(dá)到500和1000 mA cm-2。
3）研究人員通過實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論（DFT）計(jì)算證實(shí)了Ru單原子位點(diǎn)的存在和不尋常的對(duì)稱性破缺現(xiàn)象，它在雜原子界面形成電荷轉(zhuǎn)移區(qū)域，表現(xiàn)出極佳的OER和整體水分解電化學(xué)性能。
參考文獻(xiàn)
Xueqin Mu, et al, Breaking the symmetry of single-atom catalysts enables an extremely low energy barrier and high stability for large-current-density water splitting, Energy Environ. Sci., 2022
DOI: 10.1039/d2ee01337a
https://doi.org/10.1039/d2ee01337a