Goodenough教授AEM：石墨壳封装金属电催化剂用于碱性溶液中OER、ORR、HER
方木
开发高效、价廉、环境友好的OER、ORR、HER电催化剂是可持续清洁能源技术发展的重要因素，如金属-空气电池和燃料电池。近日，诺贝尔化学奖得主John B. Goodenough教授通过采用两步溶胶凝胶法和碳热还原法合成了多种石墨碳壳封装的单金属催化剂，如Fe、Co、Ni，及其双元与三元合金纳米颗粒，并考察了其在碱性条件下的OER、ORR、HER性能。其中，Ni-Fe二元体系显示了最优的OER性能，Co-Fe二元体系则显示了最优的ORR和HER性能。研究表明，在较为严苛的电化学条件的活化下，石墨碳壳层受到电化学剥离， 而剩下的石墨层的电子结构被修饰，从而抑制了其剥离，也保护了内层的金属单质核。研究人员发现随着电化学循环的进行，在近表面区域高价金属含量不断增加，表明部分金属纳米颗粒并没有被石墨碳层包裹。这些表面金属氧化物物种为电催化反应提供了二次活性位点。
Hadi Khani, Nicholas S. Grundish, David O. Wipf, John B. Goodenough*, Graphitic‐Shell Encapsulation of Metal Electrocatalysts for Oxygen Evolution, Oxygen Reduction, and Hydrogen Evolution in Alkaline Solution, Advanced Energy Materials, 2019.
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/aenm.201903215?af=R
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