ACS Energy Lett.: 在电催化水分解中使用电位动力学极化曲线进行Tafel分析的陷阱
雨辰 雨辰 2021-04-03

在科学和工程领域具有不同学术背景的跨学科研究人员的贡献下,电催化水分解是氢能领域中最近受到关注的一个领域,其发展迅速。纳米结构材料的最新进展导致了用于析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的高性能催化剂的开发。这些半电池反应曾经被贵族有效催化。幸运的是,最近基于储量丰富的金属催化剂的发展已帮助摆脱了那些贵金属。然而,由于最近各种学术背景的研究人员的研究标准不同,导致在该领域发生了一些问题,例如不适当地使用电分析技术和对结果数据的错误解释。如果在此阶段不解决,将导致更加严重的问题。

有鉴于此,柏林工业大学Prashanth W. Menezes和早稻田大学Suguru Noda、Sengeni Anantharaj等人指出,当前使用的和从电位动态极化曲线中提取Tafel图的最广泛采用的方法(例如线性扫描伏安法(LSV)和循环伏安法(CV))可能会产生重大误导,因为据定义,Tafel分析是在稳态响应条件下完成的。

本文要点

1为了显示扫描速率的影响,将OER LSV曲线的iR下降校正了100%,并用于提取相应的Tafel图。发现稳态极化曲线显示出两个Tafel斜率,并且机理也发生了变化。更高的扫描速率赋予更大的双层电荷,并且催化剂的自氧化电流贡献会显着影响Tafel斜率。在高过电位区域计算的斜率之间也存在很大的不一致。

2可以得出结论,无论扫描速率如何,使用动态电位动力学极化曲线进行Tafel分析都会产生误导,强烈建议使用恒电位或恒电流响应来代替动态LSV/CV。

参考文献:

Sengeni Anantharaj et al. The Pitfalls of Using Potentiodynamic Polarization Curves for Tafel Analysis in Electrocatalytic Water Splitting. ACS Energy Lett., 2021.

DOI: 10.1021/acsenergylett.1c00608

https://doi.org/10.1021/acsenergylett.1c00608


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催化;燃料电池;多孔炭材料;炭气凝胶;隔热

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