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开发高效和低成本的析氧电极材料是工业电解水制氢技术发展道路上至关重要的技术难题.本文利用溶剂热方法将镍铁水滑石阵列转化为具有铁掺杂的多相硫化镍(NiS和Ni3S2)阵列,制备出一种具有高效析氧性能的电极材料.粗糙的纳米片表面有利于高活性位点的暴露.电化学分析表明其仅需要100 mV的过电位就可以达到10 mA cm^-2的电流密度,相对于镍铁水滑石阵列降低了130 mV.我们进一步通过密度泛函理论计算来揭示其活性提升机理,发现具有部分S氧化的Fe掺杂NiS可以极大地降低析氧反应中间体形成的阻力,从而加快催化反应进行,提高催化活性.另一方面,(Ni,Fe)S和(Ni,Fe)3S2与三维多孔泡沫镍结构有很好的结合作用,反应电子可以通过金属性的二硫化镍相进行高效传输,进一步加速析氧催化进程. 相似文献
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气泡的析出行为在电化学析气反应中具有重要作用.为了研究周期性结构对气泡脱离的影响,我们构建了一维线性构造的多硫化钼微网格电极.结果表明,利用该电极上的气泡融合行为释放出的表面能可诱导气泡弹起,从而实现气泡的快速脱离,消除气泡屏蔽效应.基于优选的40μm凹槽宽度,产生的气泡以融合的方式可使得脱附尺寸显著降低(体积减小65%).通过结构调控权衡融合效率和黏附功,可以提升气泡脱附效率,进而降低欧姆电阻,提升电催化性能.该研究结果为新型催化电极结构的合理设计提供了新思路,促进了催化电极在相关领域的应用. 相似文献
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