苏大黄小青教授等AFM：富含缺陷的铱基催化剂的选择性表面重构用于高效水分解- 大数跨境

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苏大黄小青教授等AFM：富含缺陷的铱基催化剂的选择性表面重构用于高效水分解

科学材料站

2020-10-03

导读：该工作提出了一种简便的电化学重构策略，可用于制备高效的pH值通用的Ir基电催化剂，并且其催化行能优于已报道的大多数Ir基催化剂。该研究促进了通过表面工程设计高效催化剂的基础研究。

文章信息

富含缺陷的铱基催化剂的选择性表面重构用于高效水分解

第一作者：Yecan Pi

通讯作者：黄小青

单位：苏州大学

研究背景

发展高效的能源转换和储存技术对可再生能源经济至关重要。电化学水分解技术作为一种未来可持续能源系统的技术，近年来受到了学者们的关注。

但电化学水裂解半反应动力学迟缓是一个主要缺点，析氢和析氧反应（分别为HER和OER）在酸性和碱性条件下均可进行，但在碱性条件下的反应速率比酸性条件下低2～3个数量级。

相反，OER反应动力学缓慢，通常会产生高的过电位，严重阻碍了其实际应用。因此，高效、稳定的OER电催化剂的设计至关重要。

文章简介

近日，苏州大学的黄小青教授在国际顶级期刊Advanced Functional Materials (影响因子：15.621) 上发表题为“Selective Surface Reconstruction of a Defective Iridium‐Based Catalyst for High‐Efficiency Water Splitting”的研究工作。

该工作提出了一种简便的电化学重构策略，可用于制备高效的pH值通用的Ir基电催化剂，并且其催化行能优于已报道的大多数Ir基催化剂。该研究促进了通过表面工程设计高效催化剂的基础研究。

本文要点

要点一： IrTe2中空纳米梭（HNSs）的结构强烈依赖于电化学脱合金过程中使用的电势，低电势导致形成具有金属Ir壳的IrTe2 HNS（为D-IrTe2）而高电势会导致形成具有IrOx表面的IrTe2 HNS（DO-IrTe2 HNS）。

要点二：原子分辨扫描透射电子显微镜（STEM）和操作X射线吸收光谱（XAS）分析表明，这种电化学脱合金有利于缺陷的产生，从而导致了重建的IrTe2 HNS晶格应变的增加.

要点三：D-IrTe2 HNS在碱性条件下表现出出色的HER活性。在1.0 M KOH中，在20 mV的超电势下，转换频率TOF为0.71 H2 s-1，远高于在相同条件下的Pt/C（0.14 H2 s-1）。相反，DO-IrTe2 HNS具有显着的OER活性。其在0.5 M H2SO4中过电势为250 mV，Tafel斜率为49.4 mV dec-1，TOF为0.36 O2 s-1，DO-IrTe2 HNSs是迄今为止报道的活性最高的酸性OER催化剂之一。

要点四：偶合的D-IrTe2 || DO-IrTe2电解槽在1.0 M KOH和0.5 M H2SO4中对全水分解反应均显示出良好的活性。

文章链接

Selective Surface Reconstruction of a Defective Iridium‐Based Catalyst for High‐Efficiency Water Splitting

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adfm.202004375