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天津大学&中国石油大学Nature Commun:方酸阴离子插层增强碱性OER持久性

纳米技术
2025-04-13


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在工业大电流水电解过程中,碱性OER的快速多步去质子化所导致的腐蚀性酸性界面微环境,是限制OER稳定性的关键问题之一。一些研究发现的功能性阴离子在电催化过程中表现能够调节界面微环境方面的特殊功能,丹斯这一问题在研究中仍然没有足够的认识。

有鉴于此,天津大学张兵教授、中国石油大学董斌教授、柴永明教授等报道发现配位的方酸(squaric acid)在碱性OER反应过程中,能够发生溶解-再嵌入(dissolve-re-intercalation)的过程,最终方酸以阴离子形式(NiFe-SQ/NF-R)稳定插嵌到Fe掺杂NiOOH的层间。

本文要点:

(1)

这些插嵌方酸阴离子通过多重氢键相互作用稳定OH,有助于维持催化界面的高度碱性。因此, NiFe-SQ/NF-R的界面酸化受到抑制。

(2)

与NiFe-LDH/NF-R相比,当处于3.0 A cm-2的电流密度下时,其催化耐久性增加了10倍(从65 h延长至700 h)。这种衍生的功能性阴离子通过控制界面碱性,保证NiFe基电催化剂在大电流密度下的持久性能。

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参考文献

Fan, R., Lu, S., Wang, F. et al. Enhancing catalytic durability in alkaline oxygen evolution reaction through squaric acid anion intercalation. Nat Commun 16, 3407 (2025).

DOI: 10.1038/s41467-025-58623-7

https://www.nature.com/articles/s41467-025-58623-7




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