Rige defekter, der øger iltudviklingsreaktionen

Iltudviklingsreaktionen (OER) med træg reaktionskinetik og stort overpotentiale er den alvorlige reaktion ved vandspaltning, der virker lovende for energilagring og omdannelse. Imidlertid, det er stadig flaskehalsreaktionen i vandspaltningssystemet på grund af den langsomme kinetik og store overpotentiale under den anodiske polarisationsproces. Derfor, det er afgørende at udvikle højeffektive OER-katalysatorer, som effektivt kan sænke overpotentialet og accelerere reaktionskinetikken.

På nuværende tidspunkt, CoFe-dobbeltmetaloxider eller -hydroxider har i mange undersøgelser vist sig at være effektive katalysatorer til at katalysere OER. Imidlertid, ydeevnen af ​​de tilsvarende bulkkatalysatorer er stadig utilfredsstillende i praktiske anvendelser. Baseret på dette, det er af betydelig betydning at opnå den samtidige forbedring af den tilsyneladende aktivitet og iboende aktivitet af CoFe-baserede katalysatorer gennem materiale nanostrukturteknik og elektronisk strukturregulering.

For nylig, Professor Shuangyin Wangs gruppe fra Hunan University, baseret på strategien for defektkonstruktion, brugt et mildt reduktionsmiddel-ethylenglycol som opløsningsmiddel i den solvotermiske reduktion af bulk CoFe LDH'er for at opnå defektkonstruktion. Denne behandling letter dannelsen af ​​anion- og kationfejl (O, Co, og Fe), og hovedparten af ​​CoFe LDH'erne var in situ eksfolieret, og en tredimensionel hierarkisk struktur blev dannet på grund af interkalationseffekten af ​​ethylenglycol i stor størrelse under den solvotermiske proces.

Efter yderligere morfologi og elektronisk strukturkarakterisering, Forfatterne fandt, at den defektrige struktur øgede materialets iboende aktivitet betydeligt, og den resulterende 3-dimensionelle hierarkiske struktur fremmede masseoverførslen i den katalytiske proces, i sidste ende opnå en effektiv OER-ydelse.

Sammenlignet med de konventionelle todimensionelle materialeeksfolieringsmetoder eller defekte konstruktionsmetoder, denne metode bryder igennem flaskehalsen ved opskalering af eksfoliering af todimensionelt materiale, og eksfoliering af todimensionel katalysator og in-situ udvikling af tredimensionel struktur realiseres ved en simpel et-trins solvotermisk metode. Det giver en ny retning for den store forberedelse og anvendelse af OER-katalysatorer.