清华大学伍晖在EES（IF=32）上发表的第3篇论文
论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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Energy and Environmental Sciences
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A self-circulating pathway for the oxygen evolution reaction
Deng B.; Yu G.; Zhao W.; Long Y.; Yang C.; Du P.; He X.; Zhang Z.; Huang K.; Li X.; Wu H.
Published：2023-01-01
DOI：10.1039/d3ee02360e
研究背景
水是人类生活中不可或缺的资源，但水的分解过程需要高能量的反应，这意味着高成本和高能耗。因此，研究高效的水氧化机制对于解决能源和环境问题具有重要意义。然而，传统的四电子转移途径（4e<sup>−</sup>-OER）的动力学反应缓慢，限制了水氧化反应的效率。因此，需要探索新的水氧化机制。
研究内容
该论文提出了一种新的高效水氧化机制——自循环电化学热OER机制（SET-OER），该机制将两个连续反应耦合在阳极中：（i）Ni（OH）<sub>2</sub>的一电子电化学氧化生成NiOOH，（ii）NiOOH的原位热分解释放O<sub>2</sub>并恢复Ni（OH）<sub>2</sub>。与传统的4e<sup>−</sup>-OER相比，SET-OER显著降低了水氧化的电位，仅在120°C下的10 mA cm<sup>−2</sup>时为1.25 V vs. RHE。本研究还基于实验结果和密度泛函理论计算，讨论了温度变化时不同的主导机制。这项工作为了解高温下OER过程提供了新的见解。
研究意义
该论文提出了一种新的高效水氧化机制，为解决能源和环境问题提供了新思路。与传统的4e<sup>−</sup>-OER相比，SET-OER显著降低了水氧化的电位，从而提高了水氧化的效率。此外，该研究还为理解高温下OER过程提供了新的见解，为未来的研究提供了参考。
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