​浙工大Adv. Sci.:>###助力OER

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电催化裂解水技能大范围实行的瓶颈在于缺乏便宜、高效、耐用的催化剂,以减速析氧反响(OER)迟缓的动力学。过渡金属碲化物(TMT)具有精良的电子导电性,无望成为一种抱负的OER电催化剂,但已报道的大少数TMTs的OER功能仍不睬想,远低于响应的硫化物和硒化物。

基于此,浙江产业大学汪磊副传授、贾毅传授和许响生传授(配合通讯作者)等人报道了碲化钴(CoTe)纳米阵列经过硫(S)掺杂和外表氧化的双重集成来激活和波动OER。分解后的>###催化剂在电流密度为10 mA cm−2下的过电位仅为246 mV,临时波动性凌驾36 h,优于贸易RuO2和其他已报道的Te基OER催化剂。

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经过DFT盘算,作者研讨了根本步调的电荷散布和吉布斯自在能。在文中,作者构建了CoTe、S-CoTe、>###和>###四个实际模子。经过1.23 V和0 V时的能量图,可分明地看到OER历程的第三步,即O*到OOH*的转换,是一切模子的速率决议步调(RDS)。

S-CoTe(0.59 eV)和>###(0.55 eV)的∆GO*→OOH*值小于CoTe(0.71 eV),标明S掺杂和外表氧化对低落OER能垒有正作用。在四个模子中,>###的∆GO*→OOH*值最小为0.43 eV,标明>###模子中两头的O*原子与顶部CoO层表露的Co位之间的联合强度更强。

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为进一步展现活性加强机制,作者盘算了电荷密度的差别散布。在CoTe中掺杂S可以使电荷更利便地从顶部CoO层转移到外部Co位点,在CoO中构成电子缺失区,从而进步OER的催化功能。后果标明,在CoTe晶格中掺杂S,构成符合的外表CoO可以协同调治CoTe的OER功能,打破了CoTe的实践使用瓶颈。

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Dual Integrating Oxygen and Sulphur on Surface of CoTe Nanorods Triggers Enhanced Oxygen Evolution Reaction. Adv. Sci., 2023, DOI: 10.1002/advs.202206204.

https://doi.org/10.1002/advs.202206204.



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