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超快薄膜生长:5秒内实现大电流密度水氧化催化剂合成

1000 mA/cm2级大电流密度是工业电解水器件的现实需求。近几年,非贵金属水裂解催化剂的研究已经取得了一些重要进展,尤其在小电流密度(比如,10 mA/cm2级)条件下,很多非贵金属水裂解催化剂的催化活性已经接近甚至超过了贵金属催化剂。然而,在1000 mA/cm2级电流密度下,高效、稳定催化水裂解反应的非贵金属催化材料还非常匮乏。此外,需要说明的是,即使Pt和IrOx这样的贵金属催化剂在工业需求的1000 mA/cm2级电流密度条件下催化活性也不能让人满意。


最近,吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室邹晓点击查看介绍课题组与北京航空航天大学张瑜点击查看介绍课题组合作,开发了一个超快(5秒)的界面反应策略,构筑了以导电硫化物Ni3S2阵列为“树干”,以高催化活性、无定型的Ni-Fe-OH纳米片为“树枝”的多级树状结构纳米复合材料(Ni-Fe-OH/Ni3S2),该材料在1000 mA/cm2级电流密度条件下可高效、稳定地催化水裂解析氧,有效集成了高导电性、高活性位点密度和高结构稳定性,同步优化了材料的传荷、传质及催化转化能力,实现大电流密度条件下优异的催化活性。在1000 mA/cm2的电流密度下,Ni-Fe-OH/Ni3S2的水裂解析氧催化活性高达IrOx的3-4倍。该研究工作为面向工业应用的水裂解催化剂纳米结构的设计提供了新思路。


相关论文发表在Advanced Materials 上,第一作者为吉林大学硕士研究生邹旭和博士研究生刘一蒲


该论文作者为:Xu Zou, Yipu Liu, Guo-Dong Li, Yuanyuan Wu, Da-Peng Liu, Wang Li, Hai-Wen Li, Dejun Wang, Yu Zhang,* and Xiaoxin Zou*

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Ultrafast Formation of Amorphous Bimetallic Hydroxide Films on 3D Conductive Sulfide Nanoarrays for Large-Current-Density Oxygen Evolution Electrocatalysis

Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201700404


导师介绍

邹晓新

http://www.x-mol.com/university/faculty/31093

张瑜

http://www.x-mol.com/university/faculty/19054


X-MOL催化领域学术讨论QQ群(210645329


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