NaCu₅S₃复合Ni_xFe-LDH的结构对水解氧析出性能的影响

作者：白成; 吴用; 辛雨慈; 牟俊峰; 江俊颖; 丁鼎; 夏雷; 余鹏

来源：Acta Physica Sinica, 2023, 72(10): 351-359.

• 析氧反应
• 电催化
• 复合电催化剂
• 纳米片阵列

析氧反应（OER）在锌空气电池、燃料电池和电解水等能源储存和转换设备中都有至关重要的作用.然而OER过程涉及四电子转移,导致反应动力学缓慢.尽管贵金属氧化物被认为是最先进的OER电催化剂,但昂贵的价格以及稀缺性限制了其商业应用.因此,本工作结合水热和水浴法制备了NaCu5S3@NixFe-LDH（x=1,2,3,4）纳米片阵列复合电催化剂.对样品的结构进行了表征,结果显示NaCu5S3和Ni2Fe-LDH充分混合,形成紧密结合的界面,有利于电荷的快速转移,这将增强两相界面处的电子调控作用,改变其局域结构特性,促进OER电催化性能.电化学测试结果显示,当电流密度为20 mA·cm-2时,NaCu5S3@Ni2Fe-LDH在1.0 M KOH电解液中的氧析出过电位仅为227 mV,电催化性能优于原始的NaCu5S3（271 mV）和Ni2Fe-LDH（275 mV）,并且具有长达72 h的稳定性.此外,NaCu5S3@Ni2Fe-LDH复合电催化剂具有较小的电荷转移电阻,较大的双层电容值(10.0 mF·cm-2)和电化学活性表面积（250 cm2）,有利于OER的进行.本工作为设计廉价、高效且稳定的OER复合电催化剂提供了切实可行的实践路径.

• 单位
  重庆师范大学; 电子工程学院; 上海大学