西交/南航AEM:非晶态CoBOx/NiSe异质结高效且pH波动水电解

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公道化非贵金属pH值波动的电催化剂是多场景制氢定制的要害优先事变。基于此,西安交通大学戴正飞传授和Thangavel Sakthivel、南京航空航天大学彭生杰传授(配合通讯作者)等人报道了一种非晶态CoBOx/NiSe异质结,用于高效且pH波动的水电解。

在碱性电解质下,其在电流密度为10 mA cm−2下完成了超Pt HER(14.5 mV)和OER(229.1 mV)的超低过电位,并到达了2 A cm−2的产业级OER电流密度,水电解以1.48V的低η10电压波动保送。

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经过DFT盘算,作者从实际上推导了CoBOx/NiSe异质结中的d/p-带中心规矩,以由NiSe(110)和CoBOx(002)晶面子构建的CoBOx/NiSe异质结为模子。

经过电子态密度(DOS)发明,比拟纯系统,异质结在费米能级左近体现出更高的电子密度,更有利于电子传输。CoBOx/NiSe布局沿Z偏向的均匀电位散布,标明了从CoBOx到NiSe的电子溢出。

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别的,作者还盘算了外表表露的Co、B和O原子的εd和εp,发明这三种原子的价电子轨道互相杂化。绝对于CoBOx、CoBOx/NiSe布局的εCo-d中心下移,εO-p和εB-p中心上移,因而异质结中d-p能带中心差值(εCo-dO-p和εCo-dB-p,记为Δεd-p)减小。

这些后果证明了CoBOx/NiSe界面上的电荷再分派可以无效地调治体系的外表电子布局,而加强的d-p带中心靠近度将为电催化改进带来更均衡的两头产品(H*、OOH*)的吸附/解吸。

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Enhancing the d/p-Band Center Proximity with Amorphous-Crystalline Interface Coupling for Boosted pH-Robust Water Electrolysis. Adv. Energy Mater., 2023, DOI: 10.1002/aenm.202203797.

https://doi.org/10.1002/aenm.202203797.



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