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具有蛋黄-壳结构的锰钴磷化物用于整体水分解的理性设计
摘要： 近年来，开发低成本、地球储量丰富且高效的整体水分解催化剂（涉及析氢反应HER和析氧反应OER）备受关注。本研究通过简便的水热法制备了具有蛋黄-壳结构的锰钴磷化物（Mn-Co-P）双功能催化剂。该催化剂在1 M KOH电解液中展现出优异催化活性：HER在10 mA cm-2电流密度下仅需66 mV过电位，OER在50 mA cm-2下仅需355 mV过电位，且具有卓越的稳定性。更重要的是，将其组装为整体水分解电解槽时，仅需1.74 V槽电压即可实现10 mA cm-2的电流密度。这种卓越性能使Mn-Co-P成为替代铂基贵金属催化剂用于电催化应用的极具前景的候选材料。
关键词： 蛋黄壳结构、电化学、磷化锰钴、全水分解、双功能催化剂
更新于2025-11-21 11:01:37
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掺镁钙钛矿LaNiO<sub>3</sub>纳米纤维作为可充电锌空气电池的高效双功能催化剂
摘要： 高效耐用的氧还原反应（ORR）与氧析出反应（OER）双功能催化剂对可充电锌空气电池至关重要。本研究通过简易电纺法结合后续煅烧工艺制备了镁掺杂钙钛矿LaNiO3（LNO）纳米纤维（LNMO NFs）。与原始LNO NFs相比，LNMO NFs表现出更正的半波电位（0.69V）和在10 mA cm-2电流密度下更低的过电位（0.45V）。作为锌空气电池空气电极时，LaNi0.85Mg0.15O3 NFs催化剂使电池在5 mA cm-2电流密度下展现出809.9 mAh g-1的高比容量，并在10 mA cm-2电流密度下保持超过110小时的优异循环稳定性。DFT计算表明LNMO表面比LNO具有更强的氧结合能力，这解释了实验中观察到的OER活性增强现象。结果表明LNMO NFs是锌空气电池用高效耐用的双功能催化剂。
关键词： 双功能催化剂、镁掺杂LaNiO3纳米纤维、静电纺丝、密度泛函理论计算、锌空气电池
更新于2025-11-14 17:04:02
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分层Ni-MoSex@CoSe2核壳纳米球作为高效染料敏化太阳能电池和碱性析氢的高活性双功能催化剂
摘要： 基于过渡金属硒化物的核壳结构纳米复合材料因其大比表面积、丰富的边缘位点以及核壳间的协同作用，在能源转换领域作为无铂电催化剂具有广阔的发展前景。本研究以沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-67)为钴源，通过简便的包覆工艺将其组装在甘油前驱体纳米球上，成功制备了核壳结构过渡金属硒化物纳米球。经硒化处理后形成的核壳结构具有Ni-MoSex内核支撑CoSe2外壳（记作Ni-MoSex@CoSe2 CSNs）。该材料不仅具有大量活性位点，还能有效吸附/传输碘离子和氢离子。因此，Ni-MoSex@CoSe2在染料敏化太阳能电池(DSSCs)和碱性析氢反应(HERs)中表现出优异性能：基于该材料的DSSCs实现了9.58%的卓越光电转换效率(PCE)，显著高于铂催化剂(8.32%)；作为1.0 M KOH中HER电催化剂时，其起始过电位低至37.5 mV，塔菲尔斜率仅为68.9 mV dec?1。本研究为设计高效低成本核壳纳米材料提供了新思路，该方法可拓展应用于其他铂基催化剂替代品的合成。
关键词： 析氢反应，核壳纳米球，双功能催化剂，染料敏化太阳能电池，Ni-MoSex@CoSe2，过渡金属硒化物
更新于2025-09-19 17:13:59
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用于整体水分解的铱纳米球激光合成
摘要： 通过调控催化剂表面结构是实现高效催化性能的有效途径。本研究报道了采用激光烧蚀技术制备具有丰富原子台阶的规则铱纳米球（Ir NSs）。通过像差校正高角环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）观察到，这些Ir NSs表面覆盖着单原子层级的原子台阶。所制备的Ir NSs在酸性介质中表现出显著增强的析氧反应（OER）和析氢反应（HER）活性。作为全解水双功能催化剂时，其仅需1.535 V（@10 mA/cm2）的槽压即可工作，远低于Pt/C-Ir/C组合催化剂（1.630 V @10 mA/cm2）。
关键词： 整体水分解、激光烧蚀纳米颗粒、双功能催化剂、铱纳米颗粒
更新于2025-09-12 10:27:22