是由此动机,引起了人们对新2D半导体进行光催化水分裂的关注。对于完全光催化的水分裂,2D半导体应具有合适的带边缘对准,以满足光催化水分裂的带结构需求,包括带隙大于1.23 eV,并相对于v h + vh + vh +较高的势值(vbm)和最小值(cbm),并导致距离较高(CBM)(CBM)。 v oh - /o 2 = - 5.67 eV)。7 - 10此外,要考虑pH值范围为0到14,2D半导体光催化剂的带隙应大于2.0 eV,以确保光催化水分的还原反应。11 - 14此外,足够大的过电势和强大的可见光光吸收对于确保足够的驱动能量和相对较高的太阳能转化效率也至关重要。基于上述,全面的2D
2。Wu,Y.-T。; Kumbhar,S。; Tsai,R.-F。; YANG,Y.-C。; Zeng,W.-Q.; W.-C。Hsu; Chiang,Y.-W。;杨,t。;* lu,i-c。;*王,Y.-H。* acs org。inorg。au,2024,4,306。“操纵增强电化学水氧化的速率和过电势:含有非处以生成双(Benzimidazole)吡唑啉配体的钴催化剂的机械见解”3。3。Lee,Z.-H。; Lin,P。C。; Yang,T。* J. Chin。 化学。 Soc。 2023,70(5),1095。 “配体的逆设计使用由数据驱动的配体强度度量半监督的深生成模型” 4. HSU,W.-C。; Zeng,W.-Q. ; lu,I.-C。* Yang,t。;* Wang,Y.-H。* Chemsuschem。 2022,E202201。 “用于均匀水氧化的双核钴络合物:通过氧化还原非无纯配体进行调整和过电势”5。 Yang,T。;* Berry,J。F.* J. Chem。 理论计算。 2018,14,3459。 “计算网格上的数值核第二个衍生物:复杂分子系统上的启用和加速频率计算”(CO)首次撰写的出版物6。 Taylor,M。G。; ⊥Yang,t。; lin,s。; ⊥nandy,a。;珍妮特(J. P.) Duan,C。; Kulik,H。 J. * J. Phys。 化学。 A,2020,124,3286。 “看见是相信的:来自机器学习模型结构预测的实验性旋转状态”,这些作者同样贡献了7。 黄,M。; ⊥Yang,t。; paretsky,J。; Berry,J.F。;* Schomaker,J。M.* J. am。 化学。 Soc。 2017,139,17376。 am。Lee,Z.-H。; Lin,P。C。; Yang,T。* J. Chin。化学。Soc。2023,70(5),1095。“配体的逆设计使用由数据驱动的配体强度度量半监督的深生成模型” 4.HSU,W.-C。; Zeng,W.-Q. ; lu,I.-C。* Yang,t。;* Wang,Y.-H。* Chemsuschem。 2022,E202201。 “用于均匀水氧化的双核钴络合物:通过氧化还原非无纯配体进行调整和过电势”5。 Yang,T。;* Berry,J。F.* J. Chem。 理论计算。 2018,14,3459。 “计算网格上的数值核第二个衍生物:复杂分子系统上的启用和加速频率计算”(CO)首次撰写的出版物6。 Taylor,M。G。; ⊥Yang,t。; lin,s。; ⊥nandy,a。;珍妮特(J. P.) Duan,C。; Kulik,H。 J. * J. Phys。 化学。 A,2020,124,3286。 “看见是相信的:来自机器学习模型结构预测的实验性旋转状态”,这些作者同样贡献了7。 黄,M。; ⊥Yang,t。; paretsky,J。; Berry,J.F。;* Schomaker,J。M.* J. am。 化学。 Soc。 2017,139,17376。 am。HSU,W.-C。; Zeng,W.-Q.; lu,I.-C。* Yang,t。;* Wang,Y.-H。* Chemsuschem。2022,E202201。 “用于均匀水氧化的双核钴络合物:通过氧化还原非无纯配体进行调整和过电势”5。 Yang,T。;* Berry,J。F.* J. Chem。 理论计算。 2018,14,3459。 “计算网格上的数值核第二个衍生物:复杂分子系统上的启用和加速频率计算”(CO)首次撰写的出版物6。 Taylor,M。G。; ⊥Yang,t。; lin,s。; ⊥nandy,a。;珍妮特(J. P.) Duan,C。; Kulik,H。 J. * J. Phys。 化学。 A,2020,124,3286。 “看见是相信的:来自机器学习模型结构预测的实验性旋转状态”,这些作者同样贡献了7。 黄,M。; ⊥Yang,t。; paretsky,J。; Berry,J.F。;* Schomaker,J。M.* J. am。 化学。 Soc。 2017,139,17376。 am。2022,E202201。“用于均匀水氧化的双核钴络合物:通过氧化还原非无纯配体进行调整和过电势”5。Yang,T。;* Berry,J。F.* J. Chem。 理论计算。 2018,14,3459。 “计算网格上的数值核第二个衍生物:复杂分子系统上的启用和加速频率计算”(CO)首次撰写的出版物6。 Taylor,M。G。; ⊥Yang,t。; lin,s。; ⊥nandy,a。;珍妮特(J. P.) Duan,C。; Kulik,H。 J. * J. Phys。 化学。 A,2020,124,3286。 “看见是相信的:来自机器学习模型结构预测的实验性旋转状态”,这些作者同样贡献了7。 黄,M。; ⊥Yang,t。; paretsky,J。; Berry,J.F。;* Schomaker,J。M.* J. am。 化学。 Soc。 2017,139,17376。 am。Yang,T。;* Berry,J。F.* J. Chem。理论计算。2018,14,3459。“计算网格上的数值核第二个衍生物:复杂分子系统上的启用和加速频率计算”(CO)首次撰写的出版物6。Taylor,M。G。; ⊥Yang,t。; lin,s。; ⊥nandy,a。;珍妮特(J. P.) Duan,C。; Kulik,H。 J. * J. Phys。 化学。 A,2020,124,3286。 “看见是相信的:来自机器学习模型结构预测的实验性旋转状态”,这些作者同样贡献了7。 黄,M。; ⊥Yang,t。; paretsky,J。; Berry,J.F。;* Schomaker,J。M.* J. am。 化学。 Soc。 2017,139,17376。 am。Taylor,M。G。; ⊥Yang,t。; lin,s。; ⊥nandy,a。;珍妮特(J. P.) Duan,C。; Kulik,H。J.* J. Phys。化学。A,2020,124,3286。“看见是相信的:来自机器学习模型结构预测的实验性旋转状态”,这些作者同样贡献了7。黄,M。; ⊥Yang,t。; paretsky,J。; Berry,J.F。;* Schomaker,J。M.* J. am。 化学。 Soc。 2017,139,17376。 am。黄,M。; ⊥Yang,t。; paretsky,J。; Berry,J.F。;* Schomaker,J。M.* J.am。化学。Soc。2017,139,17376。am。“反转空间效应:使用'有吸引力的'非共价相互作用来直接催化硝基转移”⊥这些作者同样贡献了8。Dolan,N。S。; ⊥Scamp,R。J。; ⊥Yang,t。; ⊥Berry,J.F。;* Schomaker,J。M.* J. 化学。 Soc。 2016,138,14658。 “催化剂控制的,可调节的,化学选择性银催化的分子间硝基转移:实验和计算研究”⊥这些作者同样贡献了9。 Yang,T。; Quesne,M。G。; Neu,H。M。; Cantu,F。G。; Goldberg,D。p。;* De Visser,S。P.* J. am。 化学。 Soc。 2016,138,12375。 “ Mn(V) - 氧化物种中的单线与三重反应性:针对实验证据的理论预测” 10。 varela-álvarez,a。; ⊥Yang,t。; ⊥詹宁斯(H。) K. P. Kornecki; Macmillan,S.N。;兰开斯特(K. M。); Mack,J。 B. C。;Dolan,N。S。; ⊥Scamp,R。J。; ⊥Yang,t。; ⊥Berry,J.F。;* Schomaker,J。M.* J.化学。Soc。2016,138,14658。“催化剂控制的,可调节的,化学选择性银催化的分子间硝基转移:实验和计算研究”⊥这些作者同样贡献了9。Yang,T。; Quesne,M。G。; Neu,H。M。; Cantu,F。G。; Goldberg,D。p。;* De Visser,S。P.* J. am。 化学。 Soc。 2016,138,12375。 “ Mn(V) - 氧化物种中的单线与三重反应性:针对实验证据的理论预测” 10。 varela-álvarez,a。; ⊥Yang,t。; ⊥詹宁斯(H。) K. P. Kornecki; Macmillan,S.N。;兰开斯特(K. M。); Mack,J。 B. C。;Yang,T。; Quesne,M。G。; Neu,H。M。; Cantu,F。G。; Goldberg,D。p。;* De Visser,S。P.* J.am。化学。Soc。2016,138,12375。“ Mn(V) - 氧化物种中的单线与三重反应性:针对实验证据的理论预测” 10。varela-álvarez,a。; ⊥Yang,t。; ⊥詹宁斯(H。) K. P. Kornecki; Macmillan,S.N。;兰开斯特(K. M。); Mack,J。B. C。;B. C。;
氧析出反应 (OER) 是所有使用水作为氢源的反应(如氢析出和电化学 CO 2 还原)的关键元素,而提供 OER 电催化剂上高活性位点的新型设计原理突破了它们实际应用的极限。本文证明了金簇负载在单层剥离层状双氢氧化物 (ULDH) 电催化剂上用于 OER 以在金簇和 ULDH 之间制造异质界面作为活性位点,同时伴随着活性位点氧化态的调节和界面直接 O O 偶联(“界面 DOOC”)。负载金簇的 ULDH 对 OER 表现出优异的活性,在 10 mA cm −2 时的过电位为 189 mV。 X射线吸收精细结构测量表明,从金团簇到超低分子量聚乙烯的电荷转移改变了三价金属离子的氧化态,而这些离子可以作为超低分子量聚乙烯上的活性位点。本研究采用高灵敏度的反射吸收红外光谱和调制激发光谱以及密度泛函理论计算相结合的光谱技术,表明金团簇和超低分子量聚乙烯界面处的活性位点通过界面DOOC促进了一种新的OER机制,从而实现了优异的催化性能。
这项研究利用密度功能理论(DFT)来探索BN掺杂的准四膜堆积(QTP)C 60 C6 60聚合物纳米片的结构稳定性,电子特性,吸附行为,光学特征和氢进化反应(HER)活性。吸附研究表明,与BN掺杂相比,与CO 2和N 2相比,H 2 O分子的亲和力明显更高,强调了湿度在调节气体感应响应中的关键作用。这与对新型非金属2D接口对水相互作用的有限原子规模的了解有限。Bader电荷传输分析和吸附能量计算进一步验证了H 2 O(+0.056 E)的增强吸附,从而诱导了0.5至1.2 eV的显着带隙修改。光学研究表明,可见光谱中的光吸收得到了改善,这表明了材料的光电和光催化应用的潜力。她的活性评估表明,BN掺杂降低了氢进化的过电势,从而提高了催化效率。总体而言,BN掺杂的QTP C 60纳米片具有较高的气体选择性,提高光学特性和改善的催化性能,使它们成为温室气体捕获,湿度感应和可持续能源应用的有希望的候选者。
已证明,基于石墨烯的碳材料中的晶格缺陷在改善支持金属催化剂的氢进化反应(她)行为方面起着至关重要的作用。然而,准确地操纵最佳碳结构缺陷的强度和分布仍然是一个重要的挑战。在此,石墨烯纳米球的微观结构(GNS)以缺陷分布和石墨化度的形式通过退火准确地调节。最佳电催化剂(RU@GNS300)是通过在300 C下退火来实现的,在10 mA CM 2的电流密度下,超电势为40 mV,并在1 M KOH的性能测试中效果较高。尤其是Ru@GNS催化剂已在透射电子显微镜的原位退火,以监测其结构演化。结果表明,Ru纳米颗粒的聚集尚未观察到900 C,而碳支持的石墨化度随温度升高而增加。值得注意的是,RU@GNS300的优化电催化活性源自退火诱导的GNS的缺陷。因此,缺陷工程对碳支持的结构优化提供了一种有效的方法来改善她的催化性能。©2020 Elsevier Ltd.保留所有权利。
摘要:可充电铝离子水系电池(AIAB)因其经济、丰富、环保和安全优势,正在成为大规模电池系统的新兴竞争者。然而,由于天然氧化物屏障的形成,金属铝的高容量仍未得到开发。通过用离子液体混合物处理铝金属来去除氧化物解决了这个问题,但这种处理过的铝(TAl)在影响全电池性能方面的作用尚不完全清楚。同时,在铝金属上涂覆的涂层的稳定性和兼容性在全电池装配线中的长期处理中仍未得到探索。在这里,我们在全电池 AIAB 的背景下探讨了 TAl 的上述两个方面。首先,一种高度稳定的正极材料 NMnHCF 被证明可以通过从单斜相可逆地转变为四方相来成功存储铝离子。据报道,其高能量密度超过了以前的等效报告。其次,揭示了电解质-TAl 配对的组合显着影响整体电池性能;其中电解质电导率会影响铝电镀/剥离过电位,进而决定整体电池性能。我们还证明,TAl 上的氯化涂层在环境大气下至少可稳定 40 小时,并可防止电池制造和电化学循环过程中铝金属块再次氧化。
摘要:全球变暖的影响要求开发高效的新型电池。最有前途的电池之一是 Zn-O 2 电池,因为它们提供第二大的理论能量密度,具有相关的安全性和足够长的循环寿命,适合大规模使用。然而,它们的工业应用受到一系列障碍的阻碍,例如初始充电和放电循环后能量密度快速降低、阴极效率有限或放电和充电之间的过电位升高。这项工作重点是合成钛化合物作为 Zn-O 2 水性电池阴极催化剂及其表征。结果表明,在空气中 500 ◦ C 热处理期间消除有机模板后,表面积为 350 m 2 /g。进行了不同的热处理,调整不同的参数,例如 500 ◦ C 的中间处理或使用的气氛和最终温度。对于没有 500 ◦ C 中间温度步骤的样品,表面面积仍然很高。拉曼光谱研究证实了样品的氮化。SEM 和 XRD 显示大中孔隙率和氮的存在,电化学评估证实了该材料在氧反应还原 (ORR)/氧释放反应 (OER) 分析和 Zn-O 2 电池测试中的催化性能。
为探索节约能源、促进能源再生的途径,本文介绍了新型高熵合金材料的合成及其在能源转换与储存方面的应用。通过分析其高强度、抗回火、抗软化等性能,制备了一种新型高熵合金材料。根据其微观组织和铸态组织,研究了新型高熵合金的电化学性能。实验结果表明,与FeSn2相比,新型高熵合金材料在循环充电过程中的容量、电化学性能、容量稳定性和倍率均具有较大优势;在较低的退火温度下,实心Co纳米颗粒在纳米尺度上通过kirkentel效应进一步转变为空心Co3O4纳米球。 NC-Co 3 O 4 纳米复合材料作为锌空气电池阴极表现出优异的 OER 和 ORR 性能:低过电位 352 mv、高初始还原电位 0.91 v 和半波电位 0.87 v、高开路电压 1.44 v、电容 387.2 mah/g 和优异的循环稳定性。来自高熵合金-74 的 Nico 双金属磷化物纳米管是有效的水分解电催化剂。
中/高渗透合金(MEA/HEA)催化剂已成为理想的候选者,因为它们的多功能催化剂是由于多功能金属成分对增强的催化活性的协同作用。但是,适当的测量元素的便捷准备和筛选以实现高催化性能仍然具有挑战性。在这项工作中,我们通过可行的电沉积法成功合成了一个摩卡库-P MEA电催化剂,用于分裂电催化。对于OER来说,AS制备的MEA表现出了超过276.1 mV(J = 10 mA/cm 2),其TAFEL斜坡为38.3 mV/dec,与她(j = 10 mA/cm 2)的超电势为64.7 mV,以及Tafel Slope的87.7 mv/dec.7.7 mv/dec。在整个水电解细胞中使用,MEA在50 mA/cm 2的高电流密度下达到了近100%的法拉达效率和卓越的稳定性。X射线光电子光谱(XPS)分析验证了高价值CO和MO是OER的最活跃的位点,而在P的存在下,富含电子的Cu是在Mococu-p Mea中造成的。这项研究不仅提供了可行的电沉积策略,可以获得具有较高活性和出色稳定性的MEA催化剂,而且还提供了对MEA催化中活性位点的鉴定的基本灯。
摘要:以电催化为基础的能量生产、转化和储存,主要借助于氧析出反应 (OER),在碱性水电解槽 (AWE) 和燃料电池中起着至关重要的作用。然而,缺乏高效且成本合理的催化剂材料来克服 OER 缓慢的电化学动力学,是重大障碍之一。在此,我们报道了一种在 H 2 S 存在下使用低温退火快速简便地合成双相硫化镍 (Ni-硫化物) 的气相沉积方法,并证明它是一种有效的 OER 催化剂,可解决电化学动力学缓慢的问题。双相 Ni-硫化物结构由密集堆积的 10 − 50 μ m 微晶组成,具有 40 − 50 个独立的双相层,例如 NiS 和 Ni 7 S 6 。作为电催化剂,双相镍硫化物表现出优异的 OER 活性,在过电位 (η 10 ) 为 0.29 V 时电流密度达到 10 mA/cm 2,并且在 50 小时内表现出优异的电化学稳定性。此外,镍硫化物在碱性条件下表现出相当强的电化学稳定性,并在过程中形成具有 OER 活性的镍氧化物/氢氧化物。采用节能合成方法,制备出独特的双相镍硫化物晶体纳米设计,为高效电催化剂组的可控合成开辟了新途径,以实现长期稳定的电化学催化活性。