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化学学院李程鹏研究员课题组在Nature Communications上发文阐述方铁锰矿型镧系金属氧化物促进金属镍碱性析氢的研究进展


发布时间:2022-08-31


近期,化学学院李程鹏研究员课题组在Nature Communications上发表论文“Bixbyite-type Ln2O3 as promoters of metallic Ni for alkaline electrocatalytic hydrogen evolution”,该论文揭示了方铁锰矿型镧系金属氧化物可以显著地提高金属镍的碱性析氢催化活性和稳定性。

 

这项工作开发了一系列新的水分解促进剂,即方铁锰矿型镧系金属氧化物(Ln2O3),并通过选择性高温还原的方法将其植入金属Ni中,从而得到高效的Ni/Ln2O3复合析氢电催化剂。筛选出的Ni/Yb2O3催化剂对碱性析氢展现出低过电位(20.0?mV,10?mA?cm-2)、低 Tafel 斜率(44.6?mV dec-1)和优异的大电流密度稳定性(360?h,500?mA?cm-2),优于金属镍和商业Pt/C催化剂。Ni/Yb2O3显著的析氢活性和稳定性主要由于以下原因:具有高亲氧性和热力学稳定性的Yb2O3促进剂可以大大增加金属Ni的催化活性位点的密度,降低水其离解能垒,优化氢吸附自由能,同时可以缓解镍在析氢过程中的氧化腐蚀。更重要的是,Ln2O3促进水解离的能力并不局限于碱性析氢反应,也有望用于促进其他涉及水解离的电催化反应,具有重要研究意义。

本研究由亚愽体育app安卓手机版在线下载-亚愽全站和郑州轻工业大学的科研人员合作完成,化学学院教师孙洪明博士为第一作者,李程鹏研究员和杜淼教授为通讯作者,本研究得到了国家自然科学基金项目(52101268)和天津市教委项目(2019KJ088)资助。

论文链接:https://doi.org/10.1038/s41467-022-31561-4


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