硕士生裴茂君研究成果在《Small》杂志发表

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发布时间:
2024-03-05
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近日,37000.cσm威尼斯、新能源材料与工程研究院在电解水析氧催化剂研究方面取得新进展,相关成果以“Ni and Co Active Site Transition and Competition in Fluorine-Doped NiCo(OH)2 LDH Electrocatalysts for Oxygen Evolution Reaction”为题发表于Top期刊《Small》(JCR 1区,IF=13.3)。

氟掺杂可以改善NiCo LDH电催化剂的氧气进化反应(OER)性能。这类催化剂中Ni和Co活性位点的作用仍然存在着模糊和争议。针对这个问题,本研究利用分子轨道理论,提出了Ni和Co之间的活性中心竞争机制。掺杂的F原子可以直接影响金属原子的价态,或通过脱氢间接影响,从而调节活性中心。随着F原子逐渐聚集,Ni和Co的eg轨道从eg2过渡到eg1,然后进一步过渡到eg0。相应的价态从+2升至+3,然后再到+4,表明催化性能首先增加,然后逐渐降低。此外,合成了一系列F-NiCo LDH催化剂,以验证eg轨道占据分析,当电流密度为10 mA cm-2时,催化OER过电势分别为303、243、240和246 mV,与理论预测相符合。这项研究不仅提供了关于F-NiCo LDH催化剂中Ni和Co的过渡和竞争的新的机理洞见,而且为高性能催化剂的设计奠定了基础。

该论文作者为22级硕士生裴茂君和22级硕士生帅燕康,通讯作者为张久俊院士,颜蔚教授,刘尧博士。此项研究以理论计算为主,是能研院能源AI中心建设的第一个成果,标志着37000.cσm威尼斯能源AI中心建设取得初步成功。