鄒曉新課題組在《Nat.Commun.》上發(fā)表穩(wěn)定性超過6000小時的水氧化電極材料
電催化水裂解是具有發(fā)展前景的氫能生產(chǎn)途徑，其反應(yīng)過程是陰極析氫反應(yīng)同時陽極析氧反應(yīng)，兩電極反應(yīng)共同決定了水裂解效率。二者相比，析氧反應(yīng)動力學更緩慢，它決定了電解水制氫的最終效率。因此，開發(fā)高效水氧化催化材料是推進水裂解制氫技術(shù)的一個關(guān)鍵。近年來，大量的非貴金屬水氧化催化材料相繼被報道，有些活性甚至超過了貴金屬催化劑IrO2（代表性的高活性貴金屬產(chǎn)氧催化劑）。但是，已報道的非貴金屬產(chǎn)氧催化材料穩(wěn)定性還不能達到期望，一般只有幾十小時，僅個別可穩(wěn)定上百小時。
在此背景下，無機合成與制備化學國家重點實驗室鄒曉新課題組提出了“腐蝕工程”策略制備水氧化電極材料的新方法，即通過調(diào)控鐵質(zhì)基材的室溫腐蝕反應(yīng)，優(yōu)化鐵的腐蝕產(chǎn)物，獲得了高活性的產(chǎn)氧催化材料。值得強調(diào)的是，該催化材料穩(wěn)定性超過6000小時。
研究亮點1：巧妙干預(yù)了鐵腐蝕反應(yīng)
鐵腐蝕是生活中常見的，被人們“厭惡”的反應(yīng)，反應(yīng)過程為Fe+O2+H2O生成鐵銹。但從材料制備的角度來說，該反應(yīng)易發(fā)生而且綠色無害，是一個非常理想的制備方法。研究人員在水中引入二價金屬離子，在室溫下，腐蝕反應(yīng)如期發(fā)生，但產(chǎn)物不是鐵銹（FeOx），而是含鐵的層狀雙金屬氫氧化物。
研究亮點2：實現(xiàn)了水氧化電極的大面積制備
由于該腐蝕反應(yīng)在室溫下發(fā)生，不需要任何能量輸入，容易實現(xiàn)放大反應(yīng)。
研究亮點3：實現(xiàn)了超長時間（>6000 h）的催化穩(wěn)定性
相關(guān)工作發(fā)表在Nat. Commun.上,標題為“Corrosion engineering towards efficient oxygen evolution electrodes with stable catalytic activity for over 6000 hours”。
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