科学家制定了增强水氧化催化的新型策略

一个研究团队已经开发了一种高度稳定,有效的水氧化催化剂,标志着通过水分分割技术在绿色氢生产领域的主要进步。

来源:英国物理学家网首页
对结构稳定性,溶解抗性和催化剂寿命预测的理论见解。学分:YAN YA

一个研究团队已经开发了一种高度稳定,有效的水氧化催化剂,标志着通过水分分割技术在绿色氢生产领域的主要进步。

他们的研究于4月25日发表在科学上。该团队由中国科学院上海陶瓷学院的Yan Ya教授领导,并与华盛顿大学科学与技术大学的科学家合作,上海Jiao Tong University和Auckland。

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水氧化(水分子分为氧气,质子和电子)是电解水分裂中的关键半反应。但是,由于其高能量消耗和动力学缓慢,它仍然是瓶颈,需要高效的催化剂来克服这些障碍。

水分子

尽管当前的基于金属的催化剂对碱性水的氧化表现出良好的活性,但它们通常在工业水平的高电流密度下迅速降解,这主要是由于结构变形和在强氧化条件下的活性金属位点的溶解。

水氧化

为了应对这一挑战,研究人员提出了一种创新的策略,以在工业水平的高电流密度下同时平衡高催化活性和耐用性。通过靶向嫁接,将COFE金属有机框架(MOF)在Ni-Bridged的多氧盐(POMS)上,它们构建了MOF@POM上层结构。

原位转换过程和MOF@POM上层建筑的结构分析。学分:YAN YA 在水氧化条件下,COFE-MOF经历了原位转化为单层COFE层的双氢氧化物(COFE-LDH),通过Ni-O Bridges共价粘合到POM单位。因此,成功实现了高度活跃和稳定的单层COFE氢氧化物上层结构催化剂。 2

原位转换过程和MOF@POM上层建筑的结构分析。学分:YAN YA

在水氧化条件下,COFE-MOF经历了原位转化为单层COFE层的双氢氧化物(COFE-LDH),通过Ni-O Bridges共价粘合到POM单位。因此,成功实现了高度活跃和稳定的单层COFE氢氧化物上层结构催化剂。2