Estrutura de catalisador e diagrama de reação de evolução de hidrogênio eletrocatalítico
Nos últimos anos, a produção de hidrogênio por eletrólise da água atraiu atenção generalizada nos círculos acadêmicos, buscando catalisadores não-platinados baratos e eficientes se tornaram um hot spot de pesquisa hoje em dia como grafeno de material estelar com boa condutividade, resistência à corrosão, etc., os pesquisadores estão empenhados em No entanto, a atividade de muitos catalisadores à base de carbono está muito por trás da dos metais nobres e como desenvolver materiais de carbono à base de grafeno em eletrocatalisantes de alta atividade é um tópico quente recentemente.Hefei University of Science and Technology of China Chen Qiaowang, Instituto Nacional de Ciência dos Materiais de Microscala e Professor de Ciência dos Materiais, Escola de Química e Ciência dos Materiais, com uma estrutura metalogênica dopada com irídio de metal nobre como precursor, foi calcinado para preparar uma camada de grafeno dopada com nitrogênio envolto com uma liga de irídio-cobalto O material da estrutura do núcleo-concha mostra alta atividade e alta estabilidade na reação de evolução de hidrogênio de eletrólitos ácidos. Os resultados relevantes da pesquisa foram publicados em "Materiais Avançados".
A liga de irídio-cobalto pode transferir elétrons para os locais ativos de superfície, e a camada de grafeno dopada com nitrogênio revestida na superfície da liga de irídio-cobalto é semelhante à "armadura", o que ajuda a evitar que o núcleo da liga seja corroído pelo ácido. 1,56% em peso) Com uma inclinação de Tafel de apenas 23 mV / dec e um excesso de potencial de apenas 24 mV com uma densidade de corrente de 10 mA / cm2, mostrando propriedades de eletrocatálise comparáveis de hidrogênio a eletrocatalisadores comerciais de 20% Pt / C Os resultados da simulação de DFT (Density Functionality theory) demonstram que os átomos de carbono próximos dos átomos de doping de nitrogênio são os locais ativos para a reação eletrocatalítica. A introdução de irídio promove o elétron para migrar para a superfície da camada do tipo grafeno e reduz a energia livre de adsorção de hidrogênio do local ativo. A caracterização da superfície dos materiais e a análise de imagem da composição elementar revelam que o aumento do teor de nitrogênio e o enriquecimento do irídio na superfície do núcleo de liga são favoráveis à melhoria do desempenho do catalisador. Este trabalho visa encontrar mais barato e mais eficiente O catalisador de catalisação de hidrogênio eletrocatalítico fornece uma nova ideia.
A pesquisa foi apoiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, pela Academia Chinesa de Ciências e pela Universidade Central do Ministério da Educação e outros serviços básicos de pesquisa científica.
