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World File Search System电催化
富含中孔的 Fe–N–C 催化剂与 FeN4–O–NC 单
这些应用在很大程度上依赖于 ORR 电催化剂的效率。 [1] 目前，Pt 基催化剂为 ORR 提供了最佳的全面性能属性，尽管 Pt 基催化剂的高成本和中等耐用性阻碍了它们在整个能源领域的可持续利用。 [2] 近年来，在碳载体上具有 M–N x 位点（M = Fe、Co、Ni 等）的异质单原子催化剂 (SAC) 已经成为很有前途的 ORR 催化剂。 [3] SAC 具有高金属原子利用率（理论上 ≈ 100%）、高本征活性和低成本的关键优势。 [4] 在具有不同金属中心的 M–N x /C 催化剂中，Fe–N 4 /C 催化剂具有最佳的 ORR 活性。 [5] 然而，由于 ORR 过程中形成的氧中间体的吸附能略微过强，Fe–N 4 位点的活性仍然不是最佳的。 [6] 因此，优化 ORR 中间体与 Fe–N 4 位点之间的键合是提高 Fe–N 4 /C 材料 ORR 电催化性能的合理方法。调节 Fe–N 4 位点上 d 轨道的占有率会影响 ORR 中间体的吸附能。Fe–N 4 位点上 d 轨道的能级对
比较氧化石墨烯引入的氧基团对钒和蒽醌流量电池中碳活性的影响
摘要：越来越多的研究集中在有机流动电池（OFB）上，作为钒流电池（VFB）的可能替代品，具有蒽醌衍生物，例如蒽醌-2,7-二硫酸（2,7-AQDS）。VFB已被认为是一种有前途的储能技术。然而，钒矿物质和危险供应链的波动妨碍了它们的实施，而可以通过可再生原材料制备OFBS。流量电池的关键组成部分是电极材料，它可以确定功率密度和能量效率。，与VFB相比，针对OFBS量身定制的电极的研究很少。因此，在这项工作中，我们提出了对2,7-AQDS氧化还原夫妇的氧化石墨烯（RGO）和聚乙二醇降低的商业碳毡的修饰，并初步评估其对2,7-AQDS/非铁素流量电池的影响。的结果与VFB的结果进行比较，以评估修改的益处是否可以转移到OFBS。通过RGO的存在引入表面氧的碳毡的修饰增强了其亲水性和表面积，有利于对VFB和OFB反应的催化活性。鉴于改良电极的行为改善，结果是有希望的。的相似之处。关键字：2,7-AQD，电催化，储能，六酰甲型甲酸，修饰的毛毡，有机流量电池，氧化还原流量电池
Sharma-2024.pdf
我们报告了CO – P - O纳米颗粒（NPS）的简单制造方法，通过电镀碳布支架上的纳米颗粒（NP）。co - p - o在水电解中表现出异常的双功能催化性催化性，由于中间体的优化吸附能以及钴金属纳米颗粒的出色导电性，同时产生氢（H 2）和氧（O 2）气体。CO - P - O分别以190 mV和280 mV的氢进化反应（HE）和氧气进化反应（OER）达到10 mA/cm 2的几何电流，而其连续的催化纳米粒子在碳纤维上确保具有微小电阻的高电荷运输。观察到，co – p - o电极的性能远远超过了碳布的性能，接近由贵族电催化剂PT/C和RUO 2设置的基准测试。使用CO - P - O电极基于两电池电池的碱性电解器，在1.64 V时表现出双功能水分，在1.64 V和1.98 V时，在10和100 mA/cm 2时。此外，碱性电解剂在50 mA/cm 2的电流密度下表现出稳定的电催化活性。
电驱动铜纳米线催化剂定向演化用于高效硝酸盐还原为氨
在环境条件下将硝酸盐（NO3−）电催化转化为NH3（NO3RR）为哈伯-博施法提供了一种有希望的替代方案。优化NO3−向NH3的有效转化的关键因素包括增强中间体在催化剂表面的吸附能力和加快加氢步骤。在此，基于定向演化策略设计了Cu/Cu2O/Pi NWs催化剂，以实现NO3−的有效还原。受益于定向演化过程中形成的富OV的Cu2O相和原始Cu相的协同作用，该催化剂对各种NO3RR中间体表现出更好的吸附性能。此外，在定向演化过程中锚定在催化剂表面的磷酸基团促进了水的电解，从而在催化剂表面产生H+并促进NO3RR的加氢步骤。结果显示，Cu/Cu 2 O/Pi NWs 催化剂表现出优异的 NH 3 FE（96.6%）和超高的 NH 3 产率，在 1 m KOH 和 0.1 m KNO 3 溶液中，在 − 0.5 V 相对 RHE 下为 1.2 mol h − 1 g cat. − 1。此外，催化剂的稳定性因磷酸基对 Cu 2 O 相的稳定作用而增强。这项工作突出了定向演化方法在设计 NO 3 RR 催化剂中的前景。
具有碳空位的Fe – N – C单原子催化剂的高耐用性，供碱性培养基降低氧气反应
单原子催化剂（SAC）吸引了广泛的兴趣，以催化燃料电池和金属 - 空气电池中的氧气还原反应（ORR）。ever，具有高选择性和长期稳定性的SAC的发展是一个巨大的挑战。在这项工作中，碳空位修饰的Fe – N – C SAC（Fe H –N – C）实际上是通过微环境调制设计和合成的，可实现对活性位点的高效利用和电子结构的优化。Fe H –N-C催化剂表现出0.91 V的半波电势（E 1/2），足够的耐用性为100 000电压循环，具有29 mV E 1/2损失。密度功能理论（DFT）的计算证实，金属– N 4个位点周围的空缺可以减少OH*的吸附自由能，并阻碍金属中心的溶解，从而显着增强ORR动力学和稳定性。因此，在可充电锌 - 空气电池（ZABS）中，Fe H –N-C SAC在1200小时内提出了高功率密度和长期稳定性。这项工作不仅将通过金属– N 4个位点的合理调制来开发高度活跃和稳定的SAC，而且还可以深入了解电子结构的优化以增强电催化性能。
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碳是一种极具吸引力的支撑材料，因为它并不昂贵，当前的化学和热稳定性，并且通过修改其结构，更改了对确定催化性能至关重要的电子和几何特性，它具有多种用途[12-15]。此外，通过简单地燃烧（焚化）碳材料或提取，金属NP可以很容易被回收[16]。的确，碳表面结构特征强烈影响金属支持的相互作用[17-19]。Zhao等。 报道了碳纳米纤维（CNFS）结构中表面菌株的PD NP结合能的增加[20]。 PD-C相互作用在存在空缺的情况下也得到了加强，并从PD 4D轨道转移到C悬挂键[21]。 为了调整碳材料的表面是杂原子的引入，例如 o，n，b和p在其蜂窝晶格结构中。 沉积在杂种掺杂的碳表面上的 NP吸引了研究人员的注意，因为NPS结合更强并防止了烧结问题[22]。 这些催化剂的电子结构也会影响其在诸如水力氧合[23]，电催化氧还原[24]，光催化氧化等反应中的活性[25]。 氧作为掺杂剂会影响碳和金属纳米颗粒之间的电荷转移，实际上，大多数杂原子增强了相邻碳原子的电子密度，从而增加了从C到金属原子的反向构成[26]。Zhao等。报道了碳纳米纤维（CNFS）结构中表面菌株的PD NP结合能的增加[20]。PD-C相互作用在存在空缺的情况下也得到了加强，并从PD 4D轨道转移到C悬挂键[21]。为了调整碳材料的表面是杂原子的引入，例如o，n，b和p在其蜂窝晶格结构中。NP吸引了研究人员的注意，因为NPS结合更强并防止了烧结问题[22]。这些催化剂的电子结构也会影响其在诸如水力氧合[23]，电催化氧还原[24]，光催化氧化等反应中的活性[25]。氧作为掺杂剂会影响碳和金属纳米颗粒之间的电荷转移，实际上，大多数杂原子增强了相邻碳原子的电子密度，从而增加了从C到金属原子的反向构成[26]。氮和硼掺杂的C材料已受到越来越多的考虑因素，因为它们直接影响了固体的费米水平[27,28]，而对其支持的PD和PD合金NP在FA分解反应中显示出有希望的活动和耐用性[29-32]。尽管PD NPS在氧气和磷掺杂碳上的沉积是甲酸脱氢反应仍然是一个挑战，但Xin等人。通过XPS揭示了磷掺杂的影响，即P掺杂会影响PD的电子特性增强其活性和催化剂稳定性[33]。
社论：基于高级框架的电分析材料
共价有机框架（COF）和金属有机框架（MOFS）是两种新兴的延长多孔结构，试图开发分子以外的网状化学，并为组成，结构，结构，性能和应用开放新的视野（Yaghi，2019; Yaghi，2019; Lyu et et lyu等。像将无机金属复合物扩展到2D和3D框架的MOF一样，COF将有机化学从分子和聚合物扩展到2D和3D有机结构（Diercks和Yaghi，2017）。MOF/COF的建造旨在通过拓扑指南（基于含金属的单位有机连接器/有机有机有机单体）之间通过牢固的键（坐标/共价相互作用）扩展多孔框架（坐标/共价相互作用）。这些方法的优点包括可控的合成，可设计的结构和可管理的功能（Geng等，2020）。除了具有高表面积和可调孔外，MOF和COF还显示出许多有趣的特性，包括通过π -π堆积和高稳定性的分层晶体结构和高稳定性，这仅在Graphene（Fritz and Coskun，2020年）中显示出由于存在强大的共振键。然而，无金属的COF远非满足众多领域的不断增长的需求，在这种情况下，金属在框架结构中的作用被强调。这包括诸如气体吸附和分离，异质催化，电子，电催化和电化学能量存储等应用。应对这些挑战的有效方法是将靶向金属离子引入COFS框架中以形成金属共价有机框架（MCOFS）（Dong等，2020）。与无金属COF相比，MCOF不仅具有上电催化活性，而且由于金属成分的参与而显示出更高的内在传导。开发独特的综合方法/策略来实现新颖的MOF，而COFS在促进其应用方面具有很大的希望。例如，通过液体液体界面聚合在室温和大气压下通过液体界面聚合制备灵活和独立的纯COF膜，这解决了一个主要问题，因为COF通常是无法解决的且无法实现的粉末（Liu等，2020）。已经有大量有机单体在其产生的结构中有效的功能化可能性。这导致基于实验室机器人和人工智能（AI）（AI）的“数字网状化学”，可以实现涉及合成和表征的高吞吐量实验。这种方法有望使MOF和COF中的发现更加重要，更容易实现（Lyu等，2020）。自1962年第一份报告使用葡萄糖氧化酶检测葡萄糖以来，电化学传感已被很好地接受为一种强大的工具，在各种领域中，需要高灵敏度，简单的操作，快速反应和低成本。电化学传感特别适合小型化，因此为制造灵活，一次性和廉价设备提供了多种施工优点（Amiri等，2018）。将新型元素引入MOF和COF为电化学传感带来了增强的范围，这有望促进其合成。
提高电催化剂的内在活性以实现可持续能源转换：我们目前处于什么位置？我们能走多远？
生物质原料的价值化（例如涉及 5-羟甲基糠醛和甘油的氧化还原反应）也已被用于生产高价值燃料和化学品。3,4 电化学转换方案比传统的热方案有几个优势，包括（i）可在室温和常压下操作，5 (ii) 高度分布的基础设施，(iii) 在氢化反应中使用丰富的 H 2 O 分子代替昂贵的 H 2 和 (iv) 能够对所需产物实现高选择性，防止产生浪费/有毒的副产物。开发具有高内在活性和对所需产物的选择性的地球丰富且稳定的电催化剂对于广泛实施电化学能量转换方案至关重要。我们社区使用两种常见策略来提高电催化系统的活性：（a）通过增加催化剂负载或中观/纳米结构（通常称为粗糙化）来增加活性位点的数量和（b）发现/设计具有更高内在活性的新活性位点。前一种策略（a）的挑战是（1）催化剂在更宽的电极上的分布会导致质量传输的额外限制，（2）增加现有贵金属催化剂的负载会导致成本增加，以及（3）增加负载只能将几何活性提高最多三个数量级。6因此，提高电催化剂的内在活性是
协同本体和表面工程实现快速耐用的可逆质子陶瓷电化学电池空气电极
可逆质子陶瓷电化学电池（R-PCEC）具有在中温下高效发电和绿色制氢的潜力。然而，传统空气电极在低温下工作的氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）动力学缓慢，阻碍了 R-PCEC 的商业化应用。为了应对这一挑战，这项工作介绍了一种新方法，该方法基于同时优化体相金属-氧键和原位形成金属氧化物纳米催化剂表面改性。该策略旨在加速表现出三重（O 2 − 、H + 、e − ）电导率的空气电极的 ORR/OER 电催化活性。具体来说，这种工程空气电极纳米复合材料-Ba(Co 0.4 Fe 0.4 Zr 0.1 Y 0.1 ) 0.95 Ni 0.05 F 0.1 O 2.9- 𝜹 在 R-PCEC 中表现出显著的 ORR/OER 催化活性和出色的耐久性。峰值功率密度从 626 提高到 996 mW cm − 2 ，并且在 100 小时循环期内具有高度稳定的可逆性，证明了这一点。这项研究提供了一种合理的设计策略，以实现具有出色运行活性和稳定性的高性能 R-PCEC 空气电极，从而实现高效和可持续的能源转换和存储。
环境空气中单个原子的闪存热冲击
摘要：单原子催化剂具有有趣的催化活性，用于依靠表面反应（例如电化学能量储存，催化和气体传感器）的应用。但是，此类催化剂的常规合成方法需要在真空系统中延长高温退火，从而限制了它们的吞吐量并增加了其生产成本。在此，我们报告了超快的闪光热冲击（FTS）诱导的退火技术（温度> 2850°C，<10 ms的持续时间，渐变/冷却速率约为10 5 k/ s），该技术在环境空气环境中运行，以制备单个固化的N型N型N型石素。三聚氰胺被用作N兴奋剂来源，可提供热能良好的金属 - 氮键位，导致单个金属原子的均匀且高密度的原子分布。证明了FTS方法生产的单原子稳定的N掺杂石墨烯的实际实用性，我们展示了它们的化学气体感应能力和电催化活性。总体而言，空气室，超快和多功能（例如Co，Ni，Pt和Co-ni Dual Metal）FTS方法为高通量，大面积和无真空制造的单原子催化剂提供了一般途径。关键字：强烈的脉冲光，光热效应，环境空气过程，单原子，n掺杂S