在质子交换膜水电解技术中,开发用于析氧反应(OER)的高活性、耐用且具有成本效益的电催化剂至关重要。
近日,青岛科技大学刘希恩教授,刘尚果副教授,韩国蔚山国立科学技术研究所Jaephil Cho报道了一种通过电化学活化获得的表面缺镧(SLD)氧化铱高效OER电催化剂(La3IrO7-SLD),其具有比市售IrO2以及大多数已报道的Ir基OER电催化剂更高的催化活性和耐久性。
文章要点
1)实验结果显示,在10 mA cm-2的电流密度下,La3IrO7-SLD电催化剂的过电位为296 mV,低于IrO2的过电位(316 mV)。令人印象深刻的是,使用远远优于IrO2的玻璃碳电极,在电压-时间计时电位持续60000 s时的电位增加不到50 mV。此外,与可逆氢电极相比,在1.60 V下,La3IrO7-SLD催化剂的质量活性大约是IrO2的五倍。
2)研究人员通过密度泛函理论(DFT)计算,提出了以中心Ir原子为活性位点的晶格氧参与机制(LOM-Ir),合理揭示了La3IrO7-SLD电催化剂的高活性和耐久性。相对于配位的O 2p轨道,表面活性Ir 5d轨道的有利能级使得La3IrO7-SLD具有更高的活性。
参考文献
Qing Qin, et al, Gettering La Effect from La3IrO7 as a Highly Efficient Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction in Acid Media, Adv. Energy Mater. 2020
DOI: 10.1002/aenm.202003561
https://doi.org/10.1002/aenm.202003561