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齐大王秀文课题组及合作者:结构工程及表面重构助力钼镍中空纳米方高效尿素辅助电解水

研之成理  · 公众号  · 科研  · 2024-10-13 08:27
    

主要观点总结

本文介绍了基于热力学优势的尿素氧化反应(UOR)替代析氧反应(OER)在电解水制氢中的应用。作者通过合成超薄纳米片自组装的MoNi 4 中空纳米立方体,实现了高效的UOR、HER双功能催化,显著降低了电解水制氢的能耗。该研究为高效双功能催化剂的设计提供了新的思路。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

尿素辅助电解水是利用热力学更有利的UOR替代OER来实现电催化水分解节能制氢,为含尿素废水的处理提供新途径。镍基合金因优势被视为双功能催化剂,但存在对反应物和中间体的吸附受限的问题。

关键观点2: 研究亮点

1. 基于d带电子互补原则,制备了MoNi 4 中空纳米立方体,优化d带活性,获得高效UOR/HER双功能催化剂。2. 原位实验探究了MoNi 4 及表面重构的NiOOH对催化动力学的影响,理论计算揭示了催化机理。3. MoNi 4 组成的尿素辅助电解水装置提供较低电压下的电流密度,表现出节能析氢的潜力。

关键观点3: 文章内容概述

文章首先介绍了UOR和OER在电解水制氢中的应用和研究现状,然后详细描述了作者通过合成MoNi 4 中空纳米立方体实现高效双功能催化的过程,包括制备流程、表征结果、催化性能、原位实验和理论计算等方面。最后,文章总结了该研究的主要成果和展望。

关键观点4: 研理云服务器业务介绍

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文章预览

▲第一作者:王秀文 共同通讯作者:王秀文,吕春梅,叶克 通讯单位:齐齐哈尔大学,中科院青岛能源所 论文DOI:10.1016/j.cej.2024.156119 (点击文末「阅读原文」,直达链接)     全文速览 采用热力学优势的尿素氧化反应(UOR)替代析氧反应(OER)是降低电解水制氢能耗的可行策略,而高效双功能催化剂的设计则是实现这一目标的关键因素。在此,作者基于前后过渡金属d带活性互补原则,可控合成了超薄纳米片自组装的MoNi 4 中空纳米立方体,不仅表现出优异的HER、UOR活性,而且在尿素辅助电解水制氢测试中展现出显著低于传统水分解的电池电压。原位实验与理论计算揭示钼镍间的双位点协同机制及表面重构现象是其高活性的主要原因,为高效双功能催化剂的设计提供了新思路。     背景介绍 尿素辅助电解水是利用热力学更有利的UOR(理论过电 ………………………………

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