ACS Catal:五元高熵合金电化学肼氧化促进热力学平衡态实现OER反应
纳米技术 纳米 2021-11-14

电化学氧化是非常重要的反应,有助于降低OER反应过电势。

有鉴于此,印度科技学院Indian Institute of Science(IISc) Abhishek Kumar Singh、印度理工学院(IIT)(Indian Institute of Technology)Krishanu Biswas、Chandra Sekhar Tiwary、Sudhanshu Sharma等报道使用高熵合金纳米合金催化剂进行电化学肼分子氧化。作者通过使用含有5种元素(Ag, Au, Pt, Pd, Cu)的高熵合金材料展示了非常好的电催化活性,在非常低的过电势中实现了电催化肼氧化促进水氧化(HzOR)

本文要点:

(1)

通过铸造-低温铣削法(casting-cum-cryomilling method)制备高熵纳米催化剂,对电催化生成的气体产物种类进行表征,揭示电化学反应生成的气体种类包括N2、O2,说明在OER反应过程中同时进行肼电解。

(2)

作者在过电势为1.13 V就发现能够明显的生成氧气,这个过电势与热力学反应所需过电势(1.23 V)非常接近。作者进一步的对反应中肼、OER两种电催化反应分别占据的比例进行定量,得以深入理解该反应。

(3)

通过DFT计算,发现HzOR反应、OER反应之间表现出相互促进的作用,其中供电子作用H2O分子降低HzOR反应所需要的能量。*NHNH2中间体由于具有接受电子的能力,有助于促进高熵合金纳米粒子的Fermi能级与H2O分子的空HOMO能级之间的能量重叠

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参考文献

Nirmal Kumar Katiyar, Shikha Dhakar, Arko Parui, Pooja Gakhad, Abhishek Kumar Singh*, Krishanu Biswas*, Chandra Sekhar Tiwary*, and Sudhanshu Sharma*, Electrooxidation of Hydrazine Utilizing High-Entropy Alloys: Assisting the Oxygen Evolution Reaction at the Thermodynamic Voltage, ACS Catal. 2021, 11, 14000–14007

DOI: 10.1021/acscatal.1c03571

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.1c03571


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