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在碱性介质中通过镍掺杂方法增强鲜为人知的 α-MnO2 的 OER 动力学
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2021-11-25 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.1c03236
Krishnendu Bera 1, 2 , Arun Karmakar 1, 2 , Kannimuthu Karthick 1, 2 , Selvasundarasekar Sam Sankar 1, 2 , Sangeetha Kumaravel 1, 2 , Ragunath Madhu 1, 2 , Subrata Kundu 1, 2
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开发用于水分解的低成本过渡金属基催化剂对于以工业规模生产绿色氢至关重要。最近,已经合成了各种基于过渡金属的氧化物、氢氧化物、硫化物和其他硫属化物基材料,以开发适合用于析氧反应 (OER) 的负极材料。在各种过渡金属基催化剂中,它们的氧化物在 OER 中得到了很多考虑,特别是在较低的 pH 条件下,MnO 2是其中一种被广泛使用的氧化物。MnO 2结构无序的巨大变化和电极-电解质界面处的内阻限制了其大规模应用。通过考虑 MnO 的上述限制如图2所示,在这项工作中,我们通过简单的湿化学合成路线设计了Ni掺杂的MnO 2,已成功应用于0.1 M KOH溶液中的OER应用。将不同数量的 Ni 掺杂到 MnO 2晶格中改善了 OER 性能,并且为了实现 10 mA/cm 2 的电流密度,含有 0.02 M Ni 2+离子的 Ni 掺杂的 MnO 2(称为 MnO 2 -Ni 0.002( M) ) 仅需要 445 mV 的过电位,而裸 MnO 2需要 610 mV 的过电位。有人提出将镍离子掺入 MnO 2晶格导致电子从 Ni 3+离子转移到 Mn 4+,这反过来又促进了 Mn-O 八面体单元中的 Jahn-Teller 畸变。这种电子转移和Mn 位点结构无序的产生导致MnO 2材料的OER 性能的改善。



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更新日期:2021-12-20
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