北京科技大学He, Yilei在Small Methods上发表论文！
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Small Methods
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Interfaces Engineering of Ultrafine Ni@Ni<sub>2</sub>P/C Core-Shell Heterostructure for High Yield Hydrogen Peroxide Electrosynthesis
He Yilei; Wei Yanze; Huang Ruiyi; Xia Tian; Wang Ji; Yu Zijian; Wang Zumin; Yu Ranbo
Published：2024-04-28
DOI：10.1002/smtd.202301560
研究背景
在当今社会，能够开发成本效益高且可持续的催化剂，具有卓越活性和选择性，对于实现现场H<sub>2</sub>O<sub>2电合成至关重要，然而，这仍然是一个巨大的挑战。当前研究领域存在的问题是如何找到适用于高产量氧化还原反应（ORR）合成H<sub>2</sub>O<sub>2的催化剂。
研究内容
最新研究发现，通过设计和合成碳化和磷化2D镍-BDC前体的金属磷化物核壳异质结构（简称为Ni@Ni<sub>2</sub>P/C NSs），可以提供更多可访问的活性位点和增强的耐久性。这种核壳纳米结构还能防止异质结构聚集，并促进质量传递。理论计算进一步揭示了Ni/Ni<sub>2</sub>P异质结构诱导的几何和电子结构优化，使OOH<sup>*</sup>中间体的吸附更有利。所有这些特性赋予Ni@Ni<sub>2</sub>P/C NSs在H<sub>2</sub>O<sub>2合成的2e ORR中出色的性能，实现了95.6 mg L<sup>-1</sup> h<sup>-1</sup>的最高产率，同时在广泛的应用电位范围内，选择性和法拉第效率均超过90%。
此外，当作为组装的气体扩散电极（GDE）装置的阳极时，Ni@Ni<sub>2</sub>P/C NSs实现了优异的长期耐久性（>32 h）的原位H<sub>2</sub>O<sub>2生产。显然，这项工作为我们提供了对2e ORR起源的独特见解，并提出了通过纳米界面操纵优化H<sub>2</sub>O<sub>2生产的方法。
研究意义
这项研究的创新之处在于通过核壳异质结构的设计，成功优化了催化剂的性能，提高了H<sub>2</sub>O<sub>2合成的效率和选择性。这对于推动可持续能源技术的发展，尤其是在清洁能源生产方面，具有重要的意义。这一研究为我们提供了一个新的思路，即通过纳米界面的调控来实现H<sub>2</sub>O<sub>2的高效生产。
希望这篇文章能帮助你更好地了解这一研究的重要性和意义。如果有任何问题或想了解更多信息，请随时向我提问！
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