孙公权&王素力研究员ACS catalysis：含不饱和金属位点的NiFe层状双氢氧化物的预包覆表面析氧反应策略- 大数跨境

首页

孙公权&王素力研究员ACS catalysis：含不饱和金属位点的NiFe层状双氢氧化物的预包覆表面析氧反应策略

科学材料站

2020-09-18

导读：该工作报道了一种氟化物预覆盖的表面策略来控制NiFe LDH催化剂的配位不饱和金属位置。在结晶过程中引入了氟的吸附，吸附量灵活，预包覆的氟易于通过电化学处理去除，留下可控密度的不饱和金属位点，对OER

文章信息

含不饱和金属位点的NiFe层状双氢氧化物的预包覆表面析氧反应策略

第一作者：Chuchu Wu

通讯作者：孙公权*，王素力*

单位：中国科学院化学物理研究所

研究背景

作为一种清洁和灵活的能源载体，氢能具有巨大的潜力来取代传统的化石燃料，而传统的化石燃料可以通过电化学水分解过程有效地转化，特别是当与间歇式可再生能源结合时。然而，阳极上析氧反应(OER)的缓慢动力学为水电解槽向制氢的发展造成了瓶颈。

因此，为了促进具有较低超电势的OER过程，开发地球丰富、高效和可靠的OER催化剂是至关重要的。在非贵金属催化剂中，NiFe层状双氢氧化物(LDHs)对OER表现出优异的性能，LDHs是具有层状结构的离子晶体，由带正电荷的层、电荷补偿阴离子以及填充层间的溶剂分子组成。为了进一步优化它们的电催化性能，关键是调整活性中心密度，增加固有电导率，减少反应障碍。

文章简介

近日，中国科学院化学物理研究所孙公权，王素力研究员等合作。在国际顶级期刊ACS catalysis(影响因子：12.350) 上发表题为“NiFe Layered Double Hydroxides with Unsaturated Metal Sites via Pre-Covered Surface Strategy for Oxygen Evolution Reaction”的研究工作。

该工作报道了一种氟化物预覆盖的表面策略来控制NiFe LDH催化剂的配位不饱和金属位置。在结晶过程中引入了氟的吸附，吸附量灵活，预包覆的氟易于通过电化学处理去除，留下可控密度的不饱和金属位点，对OER具有高活性。

具体而言，预覆盖了优化量的氟化物的NiFe LDH表现出243 mV的过电位，以实现OER的10 mA cm-2电流密度，具有50 mV dec-1的降低的Tafel斜率，表现出比原始NiFe LDH更高的催化性能。

本文要点

要点一：该工作开发了一种简易的预覆盖表面策略来控制催化剂表面上配位不饱和金属位点的密度。基于氟化物的吸附和电化学去除，制备了具有可控不饱和金属位点的NiFe LDHs作为OER电催化剂。

要点二：仔细研究了不同氟含量的NiFe LDHs的结构，结果表明氟离子被吸附在NiFe LDHs的金属位点上，并且可以通过电化学处理容易地去除，留下不饱和金属位点的可控密度。

要点三：基于这种策略和优化的预覆盖物质，在10 mA cm–2时具有243 mV的超低超电势，从而显着提高了对OER的碱性催化性能。这项工作为催化剂设计中的缺陷工程提供了一条途径，也可能为能量转换技术的材料科学提供启示。

文章链接

NiFe Layered Double Hydroxides with Unsaturated Metal Sites via Pre-Covered Surface Strategy for Oxygen Evolution Reaction

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c02501

通讯作者介绍

孙公权，研究员，博士后。

1993年于中国科学院长春应用化学研究所获理学博士学位，1995年赴美国耶哥电化学科学中心，博士后。1997年任长春应用化学研究所电化学研究室主任，环境友好化学部部长。1999年赴美国乔治亞理工学院、圣母大学，访问教授。2001年7月作为国外引进杰出人才聘于大连化学物理研究所，现任直接醇类燃料电池（DAFC）研究组组长，北方微电能源中心主任，燃料电池研究室主任

https://www.x-mol.com/university/faculty/22723

王素力，中国科学院大连化学物理研究所研究员

直接醇类燃料电池研究组副组长。1995年毕业于辽宁师范大学获学士学位，2000年于辽宁师范大学获硕士学位，2007年于中国科学院大连化学物理研究所获博士学位。自2000年以来一直从事直接醇类燃料电池（DAFC）的研究开发工作，主要研究方向包括电解质膜、膜电极等。在国内外学术期刊发表论文40余篇，申请中国发明专利20余项，获授权专利7项，参与翻译著作一部（排名第二），获大连市技术发明一等奖一项（排名第三）。

http://sourcedb.dicp.cas.cn/zw/zjrck/200908/t20090820_2427943.html