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Cr原子取代的CoFe纳米粒子衍生的多中心催化剂具有高性能的析氧活性
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2020-08-03 , DOI: 10.1016/j.cej.2020.126513
Ngoc K. Dang , Jitendra N. Tiwari , Siraj Sultan , Abhishek Meena , Kwang S. Kim
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更新日期:2020-08-09
Chemical Engineering Journal ( IF 13.3 ) Pub Date : 2020-08-03 , DOI: 10.1016/j.cej.2020.126513
Ngoc K. Dang , Jitendra N. Tiwari , Siraj Sultan , Abhishek Meena , Kwang S. Kim
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开发高性能,稳定且低成本的析氧反应(OER)催化剂对于电化学水分解和可充电金属空气电池至关重要。在这项工作中,我们报告了一种OER催化剂,它包含嵌入在氮掺杂石墨烯(表示为CCF-1)中的Cr-CoFe,CoFe,Co 5.47 N和Fe 3 O 4位,在碱性水中具有显着作用。该催化剂仅需要210/290 mV的超电势即可产生10/500 mA cm -2的电流密度,且塔菲尔斜率小(39.1 mV dec -1),这比最新的IrO 2催化剂(310 )好得多mV @ 10 mAcm -2,Tafel斜率为74.8 mV dec -1)。惊人的OER性能归因于主体基质中的取代Cr原子,这些原子调节了催化剂的几何位点/电子结构,并为OER反应的快速动力学增加了电荷/质量转移过程,从而为氧中间体带来了最佳的结合能。此外,CCF-1具有出色的OER耐久性,可在1 M KOH溶液中进行200 h计时电流法测试期间保持稳定的性能。CCF-1的高稳定性归因于N掺杂石墨层的物理化学保护作用,可防止合金纳米颗粒在长时间的OER操作过程中溶解/再沉积和聚集。

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