西南石油大学:通过润湿性工程和掺杂工程增强超疏氧阵列电极协同的合理设计，提高HER催化性能
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Electrochimica Acta
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Rational design of superaerophobic array electrode synergy enhanced by wettability engineering and doping engineering for HER catalytic performance
Xu S.; He Y.; Yan S.; He T.; Li H.; Gao Y.; Chen W.; Yan J.; Wu G.; Yuan X.
Published：2024-06-20
DOI：10.1016/j.electacta.2024.144273
研究背景
在当今社会，氢能作为一种清洁能源备受关注，但氢气的生产过程中存在一些效率和成本方面的挑战。为了解决这些问题，科研人员一直在探索提高水电解反应（HER）催化性能的方法。然而，如何设计出更高效的催化电极仍然是一个亟待解决的问题。
研究内容
最近一篇发表在《Electrochimica Acta》期刊上的论文提出了一种理性设计超疏水气凝胶阵列电极，通过润湿性工程和掺杂工程增强HER催化性能。研究采用了NiMoO<sub>4</sub>基催化剂，并制备了不同阵列和晶体结构的催化剂，包括纳米线（nw）、纳米片（ns）和纳米柱（nc）。随后，利用高温磷化方法生成相应的P-NiMoO<sub>4</sub>催化剂。研究还探讨了催化剂在操作条件下的结构演变以及活性物种的变化。同时，密度泛函理论（DFT）计算更深入地描述了HER反应机制，考虑了d-带中心和吸附能。实验结果表明，具有纳米线阵列结构和NiMoO<sub>4</sub>和MoO<sub>3</sub>晶体结构的磷化NiMoO<sub>4</sub>表现出最佳的HER性能，表现出超亲水和水下超疏水行为。其亲水接触角为0°，疏水接触角为156.8°。这种阵列电极在低至73.97 mV的过电位下实现了10 mA·cm<sup>−2</sup>的电流密度。实验证明，通过掺杂和形态控制工程，催化性能可以进一步协同增强，为制备具有潜在应用的HER催化电极提供了新的视角。
研究意义
这项研究的创新之处在于通过润湿性工程和掺杂工程，成功提高了HER催化性能，为清洁能源生产提供了新的可能性。这种理性设计的超疏水气凝胶阵列电极为未来氢气生产技术的发展带来了希望，为我们迈向更可持续的能源未来迈出了一步。
希望这篇简要的资讯文章能够帮助你更好地理解这篇有关HER催化性能的研究！
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