AM:具有自旋极化通道的反铁磁反尖晶石LiCoVO4用于高效OER
不二 不二 2020-02-01

探索用于析氧反应(OER)的高效催化剂对于水电解至关重要,具有合理活性的低成本过渡金属氧化物引起了人们的广泛关注。最近,人们认为OER反应物和产物的不同自旋构型会导致缓慢的反应动力学,具有磁极化通道的催化剂可以选择性地去除具有相反磁矩的电子,并在OER期间保持整体自旋,从而增强三重态氧分子的产生。近日,南洋理工大学Zhichuan J. Xu等人发现反铁磁反尖晶石氧化物LiCoVO4包含d7 Co2+离子,这些离子可以在活性八面体位点稳定存在,具有高自旋态S= 3/2(t2g5eg2)。在高自旋构型下,每个Co2+的理想磁矩为3 µB,从而使尖晶石的边缘共享的Co2+八面体被磁极化。密度泛函理论模拟结果表明,所研究的层状反铁磁LiCoVO4中含有磁性极化通道,自旋传导通道中每个过渡金属原子的平均磁矩(µave)约为2.66 µB。在OER过程中,这些通道能够增强自旋取向电子从反应物中选择性的去除,从而促进三重态氧分子的产生过程中适当磁矩的积累。此外,通过实验证明该报道的LiCoVO4具有优良的OER活性。

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Riccardo Ruixi Chen, Yuanmiao Sun, Samuel Jun Hoong Ong, Shibo Xi, Yonghua Du, Chuntai Liu, Ovadia Lev, Zhichuan J. Xu. Antiferromagnetic Inverse Spinel Oxide LiCoVO4 with Spin‐Polarized Channels for Water Oxidation. Advanced Materials. 2020

DOI: 10.1002/adma.201907976

https://doi.org/10.1002/adma.201907976


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