曾杰Nature Commun:单原子位点距离影响Co3O4酸性OER
纳米技术 纳米 2024-02-28

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开发用于质子交换膜燃料电解水器件的高活性且价格便宜的酸性OER电催化剂非常重要。氧化钴是具有前景的非贵金属OER电催化剂,但是酸性电催化过程中Co原子的溶解导致破坏晶体结构的现象非常严重,这阻碍了氧化钴电催化剂应用于PEMWE器件。

有鉴于此,中国科学技术大学曾杰、周仕明将耐酸性的Ir单原子引入尖晶石氧化钴的晶格,从而显著阻碍Co原子溶解,因此能够在酸性电催化OER反应中表现优异的稳定性。

本文要点

(1)

通过理论计算和实验研究,作者发现Ir原子对氧化钴的稳定作用与Ir单原子之间的间距密切相关。当Ir单原子间距降低,氧化钴的OER稳定性显著改善。

(2)

当Ir单原子间距为0.6 nm,尖晶石氧化钴催化剂在60 h的酸性OER电催化反应过程中未发现性能的衰减,说明其具有实用前景。

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参考文献

Zhang, Z., Jia, C., Ma, P. et al. Distance effect of single atoms on stability of cobalt oxide catalysts for acidic oxygen evolution. Nat Commun 15, 1767 (2024)

DOI: 10.1038/s41467-024-46176-0

https://www.nature.com/articles/s41467-024-46176-0


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