基于富缺陷镍铁水滑石材料的高效析氧电极(英文)

作者：熊旭亚; 蔡钊; 周道金; 张国新; 张倩; 贾茵; 段欣旋; 谢启贤; 赖仕斌; 谢添慧; 李亚平; 孙晓明; 段雪

来源：Science China-Materials, 2018, 61(07): 939-947.

探索低成本高效率的析氧电极对于工业电解水技术的发展至关重要.尽管镍铁水滑石已被公认为是一种高效析氧的非贵金属催化剂,但其本征活性还有待进一步提高.本研究通过将氧空位缺陷引入镍铁水滑石,设计出一种低成本高效率的析氧电极.通过精确电子结构调控,暴露更多活性位点,提高电极导电性,富缺陷镍铁水滑石电极展现出1.40 V(vs.RHE)的低起峰电位.同时,它仅需200 m V过电势就能达到10 m A cm-2的电流密度,这相比未经处理的镍铁水滑石降低了48 m V.我们进一步通过密度泛函理论计算发现,氧空位缺陷的引入使Fe的价态降低,带隙减小,使得催化过程中电子更容易被激发到导带中,从而降低反应过电势并使析氧活性增强.

• 单位
  化工资源有效利用国家重点实验室; 北京化工大学; 山东科技大学