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刘碧录/柴国良EES:CrO2和IrO2之间强耦合,助力CrO2-0.16IrO2实现高电流密度酸性OER
由可持续电力驱动的水电解为生产绿色氢能并减少碳排放提供了一种有前途的策略。在各种水电解技术中,质子交换膜(PEM)电解槽因其电流密度大、能量转换效率高和氢气纯度高等优点而收到广泛关注。
到目前为止,对在高电流密度下阴极析氢电催化剂的活性和耐久性方面的研究取得了许多进展。然而,开发在高电流密度下具有优异性能的阳极OER催化剂密度仍具有挑战性,这影响了PEM电解槽效率和寿命,阻碍了其工业应用。
近日,清华大学刘碧录和中科院福建物构所柴国良等报道了一种在CrO2上的孔洞中加入IrO2产生具有强偶联界面的Cr-Ir氧化物电催化剂,该催化剂表现出高活性和稳定性。
实验结果和理论计算表明,所制备的CrO2-IrO2催化剂上的活性IrO2与耐腐蚀CrO2之间存在强耦合,减小了Ir-O键的长度,并优化OER中间体的吸附能,显著提高了催化剂的活性和耐久性。
因此,得益于CrO2和IrO2之间的强耦合,优化的CrO2-0.16IrO2电催化剂在0.5 M H2SO4解质中电流密度达到2 A cm−2时的OER过电位仅为425 mV;该催化剂中的Ir负载量仅为50 μg cm−2,但其表现出较高的质量活性(762 A gIr-1),并且其在1 A cm−2电流密度下连续运行100小时而没有发生明显的活性下降,优于商业IrO2电催化剂。
此外,使用CrO2-0.16IrO2催化剂组装的PEM电解槽达到1和2 A cm-2电流密度时仅需1.63 和1.73 V的电池电压,表明其具有巨大的的工业应用潜力。综上,该项研究中报道的催化剂设计策略可以扩展到其他材料系统和电化学反应,有助于推进PEM在工业所需的高电流密度下的实际应用。
A Robust Chromium-iridium Oxide Catalyst for High-current-density Acidic Oxygen Evolution in Proton Exchange Membrane Electrolyzers. Energy & Environmental Science, 2023. DOI: 10.1039/D3EE01192E
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3,6,9,12-四草酸酯四癸二酸_CAS:32775-08-9
2024-07-26
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2,2-双(((4-叠氮基-2,3,5,6-四氟苯甲酰基)氧基)甲基)丙烷-1,3-二基双(4-叠嗪基-2,3,6-四氟苯甲酸酯_2,2-bis(((4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoyl)oxy)methyl)propane-1,3-diyl bis(4-azido-2,3,5,6-tetrafluorobenzoate)_CAS:157928-53-5
2024-06-24
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(8R,9S,13S,14S)-13-甲基-3-乙烯基 6,7,8,9,11,12,13,14,15,16-十氢-17H 环戊基[a]菲17-酮_ (8R,9S,13S,14S)-13-methyl-3-vinyl6,7,8,9,11,12,13,14,15,16-decahydro-17Hcyclopenta[a]phenanthren-17-one _CAS:151171-58-3
2024-06-24
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松柏醇-7-硝基苯并[c][1,2,5]恶二唑_2-[(E)-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)prop-2-enoxy]-N-[2-[(4-nitro-2,1,3-benzoxadiazol-7-yl)amino]ethyl]acetamidel_CAS:1803427-21-5
2024-06-24
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(2E)-N-(1-(3-氯苄基)-1H-咪唑-4-基)-3-(吡啶-3-基)丙-2-烯酰胺_(2E)-N-(1-(3-chlorobenzyl)-1H-imidazol-4-yl)-3-(pyridin-3-yl)prop-2-enamide_CAS:2128292-12-4
2024-06-24
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橙花叔醇葡萄糖苷_β-D-glucopyranosyl-(1->3)-6,7-trans-nerolidol_CAS:116174-71-1
2024-06-24
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(6S)-3-甲基-6-(1-烯-2-基)环己-2-烯醇_(6S)-3-methyl-6-(prop 1-en-2-yl)cyclohex-2-enol_CAS:1313708-57-4
2024-06-24
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(6R)-3-甲基-6-(1-烯-2-基)环己-2-烯醇_(6R)-3-methyl-6-(prop 1-en-2-yl)cyclohex-2-enol_CAS:1647065-98-2
2024-06-24
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乙基紫精二六氟磷酸盐_ethylviologen bis(hexafluorophosphate)_CAS:138926-07-5
2024-06-24
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四羟乙基乙二胺_CAS:140-07-8
2024-06-24
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(S)-2-(乙酰基硫基)丙酸_CAS:167466-66-2
2024-06-24
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N-Boc-反式-4-氨基-脯氨酸甲酯盐酸盐_CAS:334999-32-5
2024-06-24
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(S)-氧杂环丁烷-2-甲胺_CAS:2091328-57-1
2024-06-24