摘要:在氢产生中,阳极氧的演化反应(OER)限制了能量转化的效率,并且还会影响质子交流膜水电氧化质量的稳定性。广泛使用的基于IR的催化剂从不良活性中产生,而基于RU的催化剂则倾向于在OER条件下溶解。这与晶格氧(晶格氧氧化机制(LOM))的参与有关,这可能导致晶体结构的崩溃并加速活性RU物种的浸出,从而导致工作稳定性较低。在这里,我们开发了Sr -ru -ir三元氧化物电催化剂,可在酸性电解质中获得高活性和稳定性。催化剂在10 mA cm -2时达到了190 mV的超电势,并且在运行1,500小时后,超电势保持在225 mV以下。X射线吸收光谱和18 O同位素标记的在线质谱研究表明,OER期间晶格氧的参与受到Ru-O- ir局部结构的相互作用的抑制,这是如何改善稳定性的情况。通过SR和IR调节活性RU位点的电子结构,以优化OER氧中间体的结合能。■简介
大规模氢产生的进步及其通过电催化水分裂的应用在很大程度上取决于发展高度活跃的廉价且有效的电催化剂的进展,以氧气进化反应(OER),这继续带来重大挑战。在此,我们准备使用嵌入的铁(Fe)和锰(Mn)纳米颗粒的GO@Zif- 67@mnfe,上面是用含有Zeolitic Imidazy框架(ZIF-67)装饰的石墨烯(GO)上的纳米颗粒(GO)。预先准备的GO@ZIF-67@MNFE催化剂表现出显着的电催化活性,低电位的低电势仅为236 mV,目前的密度为10 mA CM - 2,小型TAFEL斜率为55.7 mV dec-1的小型TAFEL斜率为1.0 mV,并且在1.0 M KOH ElectroleTe中可耐用。此外,我们进行了一项系统研究,以使用密度功能理论(DFT)计算来研究ZIF-67,ZIF-67@MN,ZIF-67@FE和ZIF-67@FE和ZIF-67@MNFE的电催化OER活性。实验和DFT计算结果表明,将Fe和MN引入ZIF-67通过减少活化的能量屏障和加速动力学来提高OER性能。这项研究提出了一种有前途的策略和合理的设计方法,用于利用ZIF衍生物进行水分割的多金属催化剂。
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。
通过一种简便的一锅方法合成氧化锌/还原氧化石墨烯(ZnO/RGO)纳米颗粒。与氧化石墨烯(GO)相比,由于存在更多的活性位点而启动RGO的使用。物理表征,例如傅立叶变换红外光谱(FTIR)证实了RGO光谱中ZnO拉伸峰的存在,这表明纳米颗粒作为成分共存。热力学分析(TGA)证实纳米颗粒的稳定性为68.91%的纳米颗粒在暴露于900°C的高温后仍保持纳米颗粒的稳定性。当使用Brunauer-Emmett-Teller(BET)研究时,纳米颗粒在间孢子虫区域下,纳米颗粒在中孔区域(BET),其中纳米颗粒在中孔区域(BET),其中有10.4 nm nm。将ZnO/RGO滴入裸露的玻璃碳电极(GCE)上,以使用环状伏安法(CV)和电化学障碍谱光谱谱(EIS)以及氧气还原反应(ORR)研究纳米颗粒的电化学行为。与裸露的GCE相比,对ZnO/RGO/GCE修饰的电极的电化学研究表现出更大的电流响应,稳定的电子转移以及较低的电荷转移电阻。纳米颗粒证明了潜在的应用作为电催化剂,其产量率很高(ORR)。因此,纳米颗粒可以用作当前生产和克服高成本的贵金属使用量的替代品。关键字:电化学,纳米颗粒,电解质,石墨烯,氧化锌
因为其质量能量密度(120 MJ kg − 1 )高于汽油(44 MJ kg − 1 ),能量转换效率高,环境兼容性好,并且二氧化碳零排放,副产品只有水。8 – 12此外,氢气已应用于氨的合成(哈伯法)、甲醇合成、原油加氢裂化、盐酸生产以及油脂的氢化过程。13,14由于地球上不存在天然氢气,因此目前正在通过高温高压蒸汽重整碳氢化合物来生产氢气,这不可避免地会导致有限的化石燃料的消耗和二氧化碳的排放。15此外,该方法获得的H 2 伴随着C,N和S的氧化物,这些氧化物会毒害催化剂的表面,缩短其循环寿命。16,17其他方法包括光电化学水分解,其利用光子产生H 2 。 18,19 虽然它们更环保,可以产生纯 H 2 ,但由于它们较低的太阳能到氢 (STH) 转化效率,导致单位时间内的产量不足,因此无法替代用于批量和即时生成。 20,21 金属氢化物和活性金属的水解可用于快速生产大量 H 2 。 22,23 尽管如此,它们的前体通常是有毒金属,并且通过污染环境的精细化学工业合成,不能选择作为一种更环保的生产方法。 24 – 27 因此,水电解是产生即时和大规模 H 2 的唯一环境友好型方法,通过开发具有出色水分解效率的经济有效的电催化剂来改善水电解器性能的研究是研究人员的热门话题。 28 – 30
摘要:吸附CO是CO 2对燃料的电催化还原的关键中间体。CO 2 RR电催化剂的定向设计集中在策略上,以了解和优化跨表面的CO吸附焓差异。然而,这种方法在很大程度上忽略了竞争性电解质吸附在定义与催化相关的CO表面种群中的作用。使用原位红外光谱电子化学,我们揭示了电子竞争对可逆CO与AU和CU催化剂结合的对比影响。虽然可逆的CO与AU表面的结合是由吸附水的取代和重新定向驱动的,但CO与Cu表面的结合需要还需要还原吸附的碳酸盐阴离子的位移。电解质竞争在AU和Cu上的电解质竞争的不同作用在CO在两个表面上积累的潜在区域中导致约600 mV的差异。AU和CU上的对比鲜明的CO吸附化学测定法还解释了它们的不同反应性:水吸附驱动从AU表面中释放,从而进一步削弱了碳酸盐脱附,而碳酸盐解吸动力驱动CO在Cu表面上积累,从而进一步减少了氢键。这些研究提供了直接洞察电解质成分如何用作对CO表面种群进行微调的强大设计参数,从而将CO 2-to-fuels反应性的反应性。
ag,Cu和SN的电催化剂有望在气体扩散电极上还原性动力学和效率。ag,Cu,SN硫化物催化剂尤其可能会提供改变的电子适用岩和产品选择性,同时仍然易于在可缩放的合成路线中制造。比较Cu 3 SNS 4,Ag 3 SNS 4,Cu 2 S,SNS和AG 8 SNS 6的CO 2降低(CO 2 RR)在100 mA cm -2时的Cu 3 SNS 4,Cu 2 S,SNS和AG 8 SNS 6,甲酸甲酸甲酸盐被认为是Cu 3 SNS 4和AG 3 SNS的FARADAIC 57%的主要CO 2 RR。通过X射线光电子光谱(XPS)和X射线衍射的表征揭示了CO 2 RR期间相应硫化物物种的Ag 3 Sn和Cu 3 Sn合金的形成。但是,在-100 mA cm -2时2小时分解为CuO和SNO的Cu 3基电极表面,XPS可以通过XPS删除表面层后检测到相应的电极表面上的金属AG 3 SN位点。使用密度函数理论,计算 *H, *CO和 *OCHO的结合能在Cu 3 Sn和Ag 3 SN上计算以鉴定可能的催化位点。因此,发现SN会呈现Cu和Ag高含氧化性,从而导致羧基功能的吸附,从而使甲酸盐产生能够甲酸盐产生,其部分电流密度高达162 mA CM -2。
与传统的散装材料相比,使用三维(2D)纳米片有三个独特的优势:(1)裸露的表面的高百分比可以使更多不饱和的金属活性位点增强催化活性; (2)纳米厚度将加速质量传输和电子转移; (3)唯一的开放结构使更多的内部原子暴露为可访问的活动位点。20 - 22因此,超薄MOF纳米片可能是理想的模型系统,不仅可以设计为高性能电催化剂,而且在催化,传感器和超级电容器等方面具有许多有希望的应用。19不幸的是,由于固有的各向同性化学键,仅缩小具有3D拓扑结构的MOF的尺寸并不容易,目前很少有关于准备2D MOF纳米片的报道。24 - 26因此,为了控制MOF材料的2D各向异性生长,合成过程必须打破热力学平衡状态,并且必须在引入动力学的可控性。作为最重要的MOF之一,MOF-74(M¼CO,Ni)具有高密度和开放的不饱和配位位点,自2005年报道。27 MOF-74具有带有六边形通道的3D拓扑结构,直径约为11°A; MOF的每个金属原子都与2,5-二羟基甲状腺酸酸分子(DHTA)的羧基和羟基羟基羟基上的氧原子进行了协调。金属原子的第六个配位位点被吸收的来宾分子占据,该分子很容易删除以暴露不饱和的金属位点。28归因于
电子邮件:szaidi@qu.edu.qa smjavaidi@gmail.com研究兴趣:高级材料和清洁水以及清洁能源和清洁能量和环境,脱盐和水处理,脱水和水处理,逆渗透和转发的Osmosi进程以及薄膜的薄膜复合材料,用于RO和FO Appliation for Materiation for Natural coperation for Natoriation,Co 2 Ulifation co 2 Ulifation co 2 Ulifation co 2 Ulifation co 2 Ulifation 2 Ulifation 2 Ulifation 2 Ulifation 2 Ulistiation 2 Ulistiation 2 U LISTIAS,CO 2 U)以及转换和RO/NF海水淡化,用于燃料电池和碳捕获的电催化剂,CO 2利用和转化,燃料电池的复合聚合物膜和气体分离,防涂层涂层和腐蚀抑制剂,新型储能设备的设计。资格博士学位。化学工程,加拿大拉瓦尔大学,2000年论文标题:用于燃料电池硕士应用的复合膜的开发。化学工程,国王法赫德石油和矿物大学(KFUPM),沙特阿拉伯,一流的荣誉,1991年。论文标题:二硫代钠溶液中的氧化动力学B.Sc。化学工程(一流的荣誉),印度阿里加尔大学,1986年。专业经验07/2015年至2015年至今的化学工程主席和QAFAC高级材料中心卡塔尔大学,卡塔尔大学02/2013 –05/2015澳大利亚昆士兰大学澳大利亚大学昆士兰大学05/2007 - 01/2013化学工程系教授,Fahd fahd University,Fahd Universition of Petroleum&Minerals&Minerals&Minerals&Minerals&Minerals&Minerers(Kiy)(KIAR)(KIAUD)。 11/2005 - 2007年5月2007年,国王法赫德石油与矿物大学(KFUPM)副教授化学工程系(KFUPM)Dhahran 31261,沙特阿拉伯08/2000 - 11/2005
1。脱碳枢纽:包括氢网络托马斯·高(Thomas Gao)的动力 - 新南威尔士州脱碳创新中心2。通过离子 - 植入型纳米催化表面用于电催化氢进化Niall Malone - GNS Science/Auckland University of Auckland 3.开发光射流和概念验证的光电化学细胞,用于绿色氢生产Glen McClea - 坎特伯雷大学4。泰坦酸盐光催化剂/聚氨酯泡沫复合材料,用于通过玉米stover yitbarek fitwi fitwi kidane的照片发酵,可容纳生物氢化,yitbarek fitwi kidane - myongji University 5。PT单原子Emily Wong上的氢进化 - 惠灵顿维多利亚大学6。生物氢和生物甲烷的生产,可溶性木糖Suren Wijeyekoon博士 - Scion 7。使用水泥作为化学循环生物量蒸汽气化氢生产Xueqi Zhang的化学循环生物量蒸汽气化时的基于铁矿石的氧载体颗粒 - 坎特伯雷大学8。确定质子交换的物理降解与电压衰减之间的关系niFep x电催化剂:电气合成,电激活和光催化中的应用Chia-yu lin - 国立郑项大学10。催化剂纳米颗粒的溶解和变高的中尺度模型Giovanna Bucci - Lawrence Livermore国家实验室11.直接海水分裂中的OER催化剂的有效LDH材料Chang Wu博士 - 坎特伯雷大学12。映射氧气进化过程中的纳米泡成核rizki putri andarini - 惠灵顿维多利亚大学13。TIO 2中的工程缺陷,用于同时生产氢和有机产品Jiajun Zhang - 新南威尔士大学