过渡金属氧化物催化析氧反应研究进展

发布时间：2024-04-27 02:48

　　利用可再生能源电解水制氢,是实现绿色氢能经济的必由之路。现阶段,电解水过程的阳极析氧反应过电位较高,催化剂性能不稳定,制约着该技术的工业化应用。使用经济高效的催化剂,可显著降低析氧过电位,提高电解水制氢过程的经济性和电能转化效率。在各类析氧催化剂材料中,过渡金属氧化物(TMOs)由于晶体结构多样、储量丰富、环境友好、易于制备以及活性较高等优点,受到了越来越多的关注。本文从活性和稳定性出发,总结分析了近年来过渡金属氧化物催化析氧反应的研究进展,并对其未来的发展提出了建议与展望。

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【部分图文】：

图3杂原子掺杂增强过渡金属氧化物（TMOs）的析氧活性Fig.3HeteroatomdopingforenhancingOERactivityofTMOs

图3杂原子掺杂增强过渡金属氧化物（TMOs）的析氧活性Fig.3HeteroatomdopingforenhancingOERactivityofTMOs图4构筑异相界面增强OER活性

图4构筑异相界面增强OER活性

图3杂原子掺杂增强过渡金属氧化物（TMOs）的析氧活性Fig.3HeteroatomdopingforenhancingOERactivityofTMOs图4构筑异相界面增强OER活性

图3杂原子掺杂增强过渡金属氧化物（TMOs）的析氧活性Fig.3HeteroatomdopingforenhancingOERactivityofTMOs

(1）氧空位：过渡金属氧化物晶体结构中的氧，在特定条件下易脱离晶格，造成晶格中氧缺失，形成带正电的氧空位。氧空位在过渡金属氧化物中能降低带隙，提高HOMO能级和费米能级，显著提升催化剂的析氧活性[94-95]。富含氧空位的催化剂可由多种方法制备。比如，通过氧等离子体刻蚀法制备的富....

图4构筑异相界面增强OER活性

图4构筑异相界面增强OER活性(2）阳离子空位：作为一种很重要的缺陷位类型，阳离子空位也被利用来设计高活性的析氧催化剂。由于晶体整体呈中性，阳离子空位会导致邻近金属离子化学价上升，使催化剂析氧活性增加。Jaramillo课题组[99]最早发现阳离子空位能促进析氧反应。当SrIr....

本文编号：3965242