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设计 3d–2p–4f 梯度轨道耦合以增强电催化氧还原
Advanced Materials ( IF 27.4 ) Pub Date : 2022-09-09 , DOI: 10.1002/adma.202206540
Xuan Wang 1 , Jingwen Wang 1 , Pu Wang 1 , Liangcheng Li 1 , Xinyue Zhang 1 , Dongmei Sun 1 , Yafei Li 1 , Yawen Tang 1 , Yu Wang 1 , Gengtao Fu 1
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开发用于氧还原反应(ORR)的高效经济材料在实际的能量转换技术中起着关键作用。然而,内在的比例关系对实现高活性 ORR 电催化剂具有热力学抑制作用。在此,提出了一种新颖可行的梯度轨道耦合策略,通过在 Eu 2 O 3 -Co 模型上构建 Co 3d-O 2p-Eu 4f 单元位点来调整 ORR 性能。通过梯度轨道耦合,Eu 和 O 原子之间的原始离子特性被赋予增加的共价性,从而优化了 e g占据 Co 位点,并削弱 OO 键,从而最终打破 Co-O-Eu 单元位点 *OOH 和 *OH 之间的比例关系。与可逆氢电极相比,优化后的模型催化剂的起始电位和半波电位分别为 1.007 和 0.887 V,高于商业 Pt/C 和大多数 Co 基催化剂的值。此外,发现该催化剂具有优异的选择性和耐久性。在高功率/能量密度和长循环寿命方面,它还显示出比锌空气电池中的商用贵金属催化剂更好的电池性能。本研究通过构建梯度 3d-2p-4f 轨道耦合为电子调制策略提供了新的视角。



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更新日期:2022-09-09
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