 |
แปลงตัวเร่งปฏิกิริยาของเทคโนโลยีพลังงานไฟฟ้าเช่นการย่อยสลายไฟฟ้าเร่งปฏิกิริยาของน้ำ, ไฟฟ้าและลดการเร่งปฏิกิริยาของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และลดไฟฟ้าเร่งปฏิกิริยาอื่น ๆ ของไนโตรเจนพลังงานฟอสซิลทดแทนจะช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนเป็นวิธีที่สำคัญที่จะได้รับเชื้อเพลิงทดแทน. วิวัฒนาการปฏิกิริยาออกซิเจนเลกโทร ( OER) การแปลงพลังงานคือเหล่านี้ที่สำคัญและพบบ่อยเลกโทรไลครึ่งปฏิกิริยา. อย่างไรก็ตามในจลนศาสตร์ช้า OER ต้องมีประสิทธิภาพสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยาวิวัฒนาการออกซิเจนเพื่อลดอุปสรรคพลังงานที่จะเร่ง OER. หลังจากหลายทศวรรษ ความพยายามเป็นจำนวนมากของผู้คนในการพัฒนาเคมีไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพและมีเสถียรภาพพื้นฐาน OER แต่ความคืบหน้าเล็ก ๆ น้อย ๆ ในการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นกรด OER ไฟฟ้าตั้งแต่ PEM ไฟฟ้าเซลล์อิเล็กโทรไลในปฏิกิริยาเป็นกรดที่มีอัตราการถ่ายโอนมวลที่สูงขึ้น OER ความบริสุทธิ์ผลิตภัณฑ์ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดและประสิทธิภาพพลังงานข้อดีดังนั้นการพัฒนาโปรแกรมขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพมีความสำคัญมากขึ้นที่สำคัญ. ในปัจจุบันขาดความสูงที่ใช้งานและมีเสถียรภาพตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นกรด OER แปลงพลังงานไฟฟ้ายังคงขัดขวางการพัฒนาของการเกิดปฏิกิริยาไฟฟ้าเร่งปฏิกิริยาในสื่อที่เป็นกรด คอขวดใหญ่
เมื่อเร็ว ๆ นี้ Ningbo สถาบันเทคโนโลยีวิศวกรรมวัสดุเป็นของจีน Academy of Sciences เฉินเหลียงพลังงานใหม่กับโครงสร้างทีมและพื้นผิว electrocatalyst การออกแบบโครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์เป็นจุดเริ่มต้นในการพัฒนากิจกรรมที่สูงสามารถนำมาใช้ในอิเล็กโทรไลที่เป็นกรดและมีเสถียรภาพ OER ไฟฟ้า ตัวเร่งปฏิกิริยา. ในการศึกษาครั้งนี้ซู Jianwei โลหะอนุพันธ์กรอบอินทรีย์โดยแลกเปลี่ยนไอออนบวกเป็น Ru สารตั้งต้น, การเผาในอากาศโดยการชุมนุมที่เกิดขึ้นโดย nanograins พิเศษขนาดเล็กทองแดงเจือแปดด้าน RuO2 วัสดุกลวงเตรียม วิธีการนี้จะลดขนาดของอนุภาคนาโนคริสตัลโดยการลดอุณหภูมิ RuO2 ยิงจึงเผยให้เห็นพื้นผิวสูงดัชนีมิลเลอร์มีจำนวนการประสานงานในระดับต่ำ. เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาวิวัฒนาการออกซิเจนที่เป็นกรดซึ่งในความหนาแน่นกระแสถึง overpotential 10mA / cm2 เมื่อเพียง เป็น 188mV กว่าการจัดแสดงนิทรรศการ RuO2 พาณิชย์ electrocatalyst กิจกรรมเลกโทรดีขึ้นและความมั่นคงสำหรับการวิวัฒนาการออกซิเจน. Tianzai ฉีพบโดยความหนาแน่นของการคำนวณการจำลองทฤษฎีการทำงานพื้นผิวพลังงานสูงของสามประสานงานอะตอม Ru ออกซิเจนในระหว่างขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาขนาดใหญ่เพื่อ OER ลดลงกว้างในอุปสรรคพลังงานปฏิกิริยาขณะที่ยาสลบ Cu สามารถปรับเปลี่ยนเพื่อให้โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์ของ RuO2 OER มีนัยสำคัญเพิ่มการเร่งปฏิกิริยาของพวกเขา. the การทำงานการประกอบทองแดงเจือรูทีเนียมออกไซด์นาโนคริสตัลเข้าไปในฮอลโลว์ที่มีรูพรุนจีอัลตร้าขนาดเล็ก: เคมีไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูงสำหรับวิวัฒนาการออกซิเจนในกรดสื่อได้รับการตีพิมพ์ใน "วัสดุขั้นสูง" ใน (วัสดุขั้นสูงดอย 10.1002 / adma.201801351)
งานดังกล่าวข้างต้นได้รับการสนับสนุนจากโครงการมูลนิธิโครงการแห่งชาติจังหวัดเจ้อเจียงชิง Jinjie สำหรับโครงการธรรมชาติ, เมือง Ningbo ทีมที่สร้างสรรค์และจีนหลังปริญญาเอกมูลนิธิโครงการ
