基于多相硫化镍铁的高效析氧电极材料（英文）

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.     

Cu2O-Cu界面上的Cu+和Cu0协同促进电催化CO2还原高效和高选择性地生成C2+产物(英文)

电催化CO₂还原技术有望同时缓解化石燃料濒临枯竭及大气中CO₂浓度不断攀升等问题.然而,对于高附加值的电催化CO₂还原多碳产物的选择性提升,仍然面临巨大挑战.密度泛函理论(DFT)计算表明,Cu₂O-Cu界面上Cu⁺和Cu⁰的协同耦合效应使其表面上^*COCO中间体的生成能降低,同时H₂O的解离自由能也降低,从而有利于电催化CO₂还原高选择性生成多碳产物特别是C₂H₄.受DFT计算结果的启发,本文设计了一种氧化物衍生铜电极的活化策略,构建Cu₂O-Cu界面,以Cu⁺和Cu⁰协同促进电催化CO₂还原高效高选择性生成C₂₊产物.其中,Cu₂O立方体被用作初始催化剂,经方波电位处理后,在Cu₂O-Cu界面...     

多硫化钼微网格电极的几何弹跳效应对析氢效率提高的研究

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...