国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

高敏銳團(tuán)隊Science子刊：摻硫白鐵礦型電催化劑實現(xiàn)高效酸性析氫

利用電化學(xué)將水分解為綠色氫(H₂)燃料提供了一條實現(xiàn)碳中和的道路。質(zhì)子交換膜(PEM)電解水在堿環(huán)境中依靠質(zhì)子轉(zhuǎn)移可以有效地克服很多技術(shù)挑戰(zhàn)，但腐蝕性酸性環(huán)境則需要使用昂貴的鉑族金屬(PGM)催化劑，這增加了技術(shù)成本。在目前的PEM電解槽中，Pt/C仍然是陰極析氫反應(yīng)(HER)的首選催化劑，但未來大規(guī)模生產(chǎn)氫氣將需要大量的Pt，這是不可持續(xù)的，因此這也阻礙了工業(yè)級PEM電解槽的商業(yè)化。

基于此，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)高敏銳等人報道了硫摻雜驅(qū)動的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，將黃鐵礦型二硒化鈷轉(zhuǎn)化為白鐵礦型，這一策略也使催化劑展現(xiàn)出了優(yōu)異的催化性能。

本文利用三電極體系測試了P-CoSe₂和不同S摻雜的M-CoSe₂在0.5 M H₂SO₄溶中的HER性能，并與商業(yè)Pt/C進(jìn)行了對比。測試后發(fā)現(xiàn)，P-CoSe₂在電流密度為10 mA cm^-2時的過電位為268 mV，而對于M-CoSe_1.28S_0.72，過電位則降至67 mV，較為接近Pt/C(28 mV)。此外，本文還進(jìn)一步利用氣相色譜檢測和定量分析了M-CoSe_1.28S_0.72在電流密度為10、100和500 mA cm^-2時產(chǎn)生的H₂氣體。

令人滿意的是，在三種電流密度下測得的數(shù)據(jù)均與理論值吻合良好，催化劑的法拉第效率約為100%。之后，本文還利用實驗數(shù)據(jù)證明了M-CoSe_1.28S_0.72的HER活性在很大程度上依賴于H⁺離子濃度。當(dāng)pH值為2.5到4時，存在擴(kuò)散限制電流，這表明M-CoSe_1.28S_0.72表面的HER受H⁺離子的質(zhì)量轉(zhuǎn)移控制，這也揭示了高效質(zhì)子轉(zhuǎn)移在界面雙電層中的關(guān)鍵作用。

基于各種表征結(jié)果，本文將M-CoSe_1.28S_0.72優(yōu)異的HER性能歸因于功函數(shù)(WF)和零電荷電勢(PZC)的提升。在酸性電解質(zhì)中，相對于P-CoSe₂和M-CoSe_1.03S_0.97，M-CoSe_1.28S_0.72優(yōu)異的WF反映了其表面電子的強(qiáng)結(jié)合特性，誘導(dǎo)了電極附近具有較高的局部H⁺離子濃度，從而增強(qiáng)了催化劑的HER動力學(xué)。

這一發(fā)現(xiàn)與之前的研究結(jié)果一致，即WF越大，金屬的HER交換電流密度越大。同時，M-CoSe_1.28S_0.72的PZC較大，接近平衡電勢，這表明界面電場擾動較小，從而H鍵連接較好，有利于H⁺離子向催化劑表面擴(kuò)散。當(dāng)H⁺到達(dá)反應(yīng)表面時，首先需要一個d-電子對附著。

之后，它經(jīng)歷了一個放電過程，然后生成的吸附原子需要一個空的半d軌道來形成σ-^*H(Volmer反應(yīng))。與P-CoSe₂相比，M-CoSe_1.28S_0.72催化劑含有更多的暴露的d-電子對和空半-d軌道，因此M-CoSe_1.28S_0.72具有更好的HER性能。然而，對于M-CoSe_1.03S_0.97，E_g軌道向費米能級的大幅下降導(dǎo)致了太強(qiáng)的^*H吸附，從而限制了其HER動力學(xué)?？傊?，未來的工作應(yīng)該集中在進(jìn)一步提高非PGM催化劑的活性和穩(wěn)定性，使得PEM電解成為實際應(yīng)用。

Efficient Acidic Hydrogen Evolution in Proton Exchange Membrane Electrolyzers over a Sulfur-Doped Marcasite-type Electrocatalyst, Science Advances, 2023, DOI: 10.1126/sciadv.adh2885.

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adh2885.

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2023/10/02/4b4ccc431d/

国产三级精品三级在线观看,国产高清无码在线观看,中文字幕日本人妻久久久免费,亚洲精品午夜无码电影网

高敏銳團(tuán)隊Science子刊：摻硫白鐵礦型電催化劑實現(xiàn)高效酸性析氫

相關(guān)推薦