JACS:应力调控NiFe2O4尖晶石增强OER性能
纳米技术 纳米 2023-10-25

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发展克服OER电催化剂性能局限的高效方法是分解水、CO2还原、N2还原等反应的关键。

有鉴于此,哈工大亓钧雷、东华大学刘书德、昆士兰大学Yusuke Yamauchi等报道NiFe2O4等尖晶石氧化物能够通过调节应力的方式增强OER性能。

主要内容

(1)

通过NiFe2O4纳米粒子受热膨胀,碳纤维基底受热不膨胀,能够在界面受热不均衡作用的控制下产生晶格应力。拉伸晶格应变导致靠近费米能级附近的能带扁平化,降低eg轨道占据程度,有效提高费米能级附近的电子能带数量,降低赝能带。

(2)

具有应力的NiFe2O4决速步骤的能垒得以降低,在10 mA cm-2电流密度的过电势仅为180 mV。通过含有应力的NiFe2O4构筑不对称结构碱性电解槽,达到10 mA cm-2电流密度分解水的电压为1.52-1.56 V,在100 h工作之后的电压保留99.4 %。这项工作策略具有普适性,能够用于调节其他尖晶石(Co, Mn, Zn等)体系的电催化OER性能。

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参考文献

Yaotian Yan, Jinghuang Lin, Keke Huang, Xiaohang Zheng, Liang Qiao, Shude Liu*, Jian Cao, Seong Chan Jun, Yusuke Yamauchi*, and Junlei Qi*, Tensile Strain-Mediated Spinel Ferrites Enable Superior Oxygen Evolution Activity, J. Am. Chem. Soc. 2023

DOI: 10.1021/jacs.3c08598

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c08598


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