深圳大学Nature Commun:钙钛矿B位点补充策略改善溶出纳米粒子稳定性
纳米技术 纳米 2022-08-09

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目前,能够形成溶出型纳米粒子的钙钛矿在CO2还原中展示了巨大的发展前景,虽然目前人们发现通过增强B位阳离子溶出的方式能够增强钙钛矿的催化性能,但是溶出纳米粒子在较高的过电势通常表现比较弱的稳定性,因此难以应用于实际情况,目前人们还无法解决这种稳定性问题

有鉴于此,深圳大学骆静利等报道发现钙钛矿材料中生成B位缺陷是导致溶出纳米粒子稳定性降低的主要原因,通过外源性Fe能够将被还原的Sr2Fe1.3Ni0.2Mo0.5O6-δ精确补充B位点元素,因此实现了稳定性提高的催化活性优异的钙钛矿材料。

本文要点:

(1)

Sr2Fe1.3Ni0.2Mo0.5O6-δ (SFNM)的表面通过冻干法修饰一层均匀的Fe覆盖层,随后Fe能够对还原的SFNM材料进行补充B位点缺陷,因此实现了一种高活性的Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ (SFM)结构,这种材料具有更少的B位点缺陷或者Ni,同时溶出形成FeNi合金纳米粒子。通过电化学测试和结构表征,验证Fe成功的进入还原态SFNM的B位点缺陷,并且展示了更高的催化活性和稳定性,尤其是在≥1.6 V的外电压情况。

(2)

作者提出了导致钙钛矿结构稳定性降低的机理,为理解钙钛矿材料性能衰减的原因提供帮助。通过补充B位点的方法改善钙钛矿溶出纳米粒子的催化活性,因此得到具有应用前景的CO2还原电催化剂,同时可能用于其他能量存储和能量转换体系。

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参考文献

Zhang, BW., Zhu, MN., Gao, MR. et al. Boosting the stability of perovskites with exsolved nanoparticles by B-site supplement mechanism. Nat Commun 13, 4618 (2022)

DOI: 10.1038/41467-022-32393-y

https://www.nature.com/articles/s41467-022-32393-y


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