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我校化科院戴志晖课题组在《Advanced Materials》宣布研讨论文

近来我校化科院戴志晖教授课题组在电化学析氧催化剂的研讨方面获得重要打破。相关效果以“2D Electron Gas and Oxygen Vacancy Induced High Oxygen Evolution Performances for Advanced Co3O4/CeO2Nanohybrids”为题宣布在Advanced Materials上(Adv. Mater. 2019, 1900062;文章链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201900062)。Advanced Materials是资料范畴世界尖端期刊之一,影响因子21.95。

氢能被认为是21世纪最具开展潜力的清洁动力。现在工业规划的氢气首要来自于化石燃料,造成了环境污染问题。电解水是一种绿色、高效的产氢方法,开展前景杰出。可是其阳极析氧反响(OER)的动力学缓慢,约束了其大规划开展。尽管现在商业化运用的贵金属氧化物,如RuO2,IrO2等具有优异的电催化OER功能,可是其运用本钱较高且循环稳定性有限,因而新式高效、先进OER催化剂的开发含义严重。

Co3O4是一种极具开展潜力的电催化剂,具有杰出的电催化OER活性,可是纯Co3O4的导电性缺乏,电催化功能有待进一步提高。CeO2是一种重要的稀土氧化物,其间的Ce3+和Ce4+之间能够彼此转化,不只能够作为氧的缓冲体并且简单与其他资料耦合。DFT核算标明CeOx能够打乱Co物种的电子结构,改进其导电性。戴志晖和包建春课题组充分利用Co3O4和CeO2的这些本征长处,规划和成了Co3O4/CeO2杂合纳米结构,这种杂合催化剂表现出显着优于纯Co3O4、CeO2乃至商业化IrO2催化剂的电催化OER功能,10 mA cm-2时的过电势为270 mV。XPS、EELS和DFT核算标明,CeO2的引进不只增加了Co3O4/CeO2杂合结构中氧缺点的浓度,有利于电催化功能的提高,并且在Co3O4-CeO2界面处形成了二维电子气(2DEG),导致高的载流子浓度和快速的电子搬迁(改进的导电性),因而表现出明显提高的OER功能。

这种2DEG导致的优异的电催化OER功能现在还未见报导,因而本工作为新式先进杂合纳米结构的开发供给了新的思路,具有必定的指导含义。

上述研讨工作得到了国家自然科学基金、杰出青年基金、江苏省研讨生科研与实践立异方案等项目的支撑。

  • 更新时刻

    2019年05月17日

  • 阅览量

  • 供稿

    化科院

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