【做计算 找华算】理论计算助攻顶刊，10000+成功案例，全职海归技术团队、正版商业软件版权！经费预存选华算，高至15%预存增值！与碱性水电解槽相比，质子交换膜水电解槽具有理论电流密度大(> 1 A cm−2)、气体纯度高(>99.99%)和能量效率高(74−87%)等优点，被认为是一种有前途的制氢技术。酸性水氧化反应动力学缓慢，酸性腐蚀严重，以及催化活性和稳定性较低，迫切需求酸性析氧反应(OER)高效电催化剂。目前报道的酸中OER电催化剂大多是IrO2和RuO2等贵金属催化剂，但其费用昂贵和稀缺性，难以实现大规模应用。因此，有必要设计低成本、高活性和长期稳定的非贵金属酸性催化剂。基于此，华中科技大学李箐和王谭源等采用柔性水热法合成了一系列负载于CeO2纳米棒上的微量P掺杂Co−Ni氧化物(CeO2/Co−Ni−P−Ox)。实验结果表明，在0.5 M H2SO4溶液中，最优的CeO2/Co2NiP0.03Ox催化剂在5和10 mA cm−2电流密度下的过电位分别为166和262 mV，Tafel斜率为32.9 mV dec−1，性能优于商业IrO2催化。利用CeO2/Co2NiP0.03Ox组装的水电解槽(CeO2/Co2NiP0.03OxǀǀPt/C)仅需1.45 V的电压就能达到5 mA cm−2电流密度，并且其在5 mA cm−2下的O2法拉第效率接近100%；并且利用CeO2/Co2NiP0.03Ox和Pt/C组装的质子交换膜(PEM)水电解槽可以连续运行至少30小时而不会出现明显的性能衰减，这进一步表明CeO2/Co2NiP0.03Ox优异的稳定性。XPS和XAS结果表明，通过在异质结界面上形成Ce−O−Co键和引入微量P元素，Co2+氧化物中Co原子的价态从2增加到2.51；原位拉曼光谱学结果显示，部分增加的Co价态有利于表面钴位点原位转化为在酸中低电位下具有高OER活性的Co3+−O。密度泛函理论(DFT)计算表明，在CeO2/Co−Ni−P−Ox中原位形成的可还原的Co3+−O活性位点能促进水分子的去质子化，从而促进OER动力学。此外，CeO2/Co−Ni−P−Ox中Co原子空位形成能增加到，这是由于CeO2与Co氧化物之间强烈的界面相互作用以及P的掺入，从而减少了Co原子的溶解，提高了材料的稳定性。Reducible Co3+–O Sites of Co–Ni–P–Ox on CeO2 Nanorods Boost Acidic Water Oxidation via Interfacial Charge Transfer-Promoted Surface Reconstruction. ACS Catalysis, 2023. DOI: 10.1021/acscatal.2c06133【做计算 找华算】华算科技专注DFT代算服务、正版商业软件版权、全职海归计算团队，10000+成功案例！计算内容涉及材料结构、掺杂、缺陷、表面能、吸附能、能带、PDOS、反应路径、OER、HER、ORR、CO2RR、NRR、自由能台阶图、火山理论、d带中心、电位、容量、电导率、离子扩散、过渡态+AIMD、HOMO/LUMO、电池材料、电解液、异质结、半导体等。用户研究成果已发表在Nature Catalysis、JACS、Angew.、AM、AEM、AFM、EES等国际顶级期刊。添加下方微信好友，立即咨询（电话/微信：13129551561）：