Dubbellaagse hydroxiden voor zuurstofontwikkelingsreacties

Om het ontwerp en de synthese van elektrokatalysatoren naar zeer efficiënte zuurstofevolutiereacties (OER) te leiden, hebben onderzoekers van de Beijing University of Chemical Technology vier algemene strategieën samengevat om de OER-prestaties van dubbellaagse hydroxiden (LDH) te verbeteren en de actieve sites te identificeren van LDH’s.

Ze publiceerden hun werk op 7 september om Geavanceerde energiematerialen.

“Met toenemende vraag en verbruik van fossiele brandstoffen, energietekorten en Milieuvervuiling “Het is hard geworden en kan niet worden genegeerd”, zegt corresponderende auteur Mingfei Shao, professor aan het State Key Laboratory of Chemical Resources Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing. Hernieuwbare energie. Vooral waterstof is een nieuwe energie met fantastische toepassingsmogelijkheden.”

De productie van waterstof met een hoge zuiverheid kan worden bereikt door elektrochemische waterscheiding met behulp van elektriciteit die is omgezet uit hernieuwbare energiebronnen zoals wind- en zonne-energie. Maar als een van de halfreacties is OER een proces met vier elektronen, met een laag energieverbruik, aldus Shaw.

Shaw en zijn team concentreren zich op LDH’s, een 2D-materiaal van het grote type. Hun brede samendrukbaarheid, molaire verhoudingen en grensvlakanionen maken ze opmerkelijke katalysatoren voor OER in alkalische media.

“We hebben vier veelvoorkomende strategieën samengevat die worden toegepast om de prestaties van OER te verbeteren”, zegt Shao. “Door deze strategieën kan het overtollige potentieel van OER worden verminderd, wat leidt tot een hoge energie-efficiëntie.” “Enkel werk aan de identificatie van actieve sites voor LDH’s wordt gepresenteerd. Het blootleggen van het reactiemechanisme en actieve sites biedt theoretische richtlijnen voor het ontwerpen van efficiënte elektrische katalysatoren.”

De ontwikkeling en exploratie van OER-katalysatoren bevindt zich momenteel grotendeels in de experimentele fase, die niet kunnen voldoen aan de normen voor praktisch gebruik op grote schaal. Zo zijn er nog steeds problemen met het vergroten van het volume van prikkels en het handhaven van de stabiliteit tijdens OER. Bovendien zijn de meeste gerapporteerde bereidingsmethoden voor op LDH gebaseerde katalysatoren complex en tijdrovend, wat leidt tot hoge kosten en de toepassing ervan beperkt, aldus Shaw.

“Identificatie van reactieve zuurstofsoorten zoals zuurstofsoorten die worden geabsorbeerd door actieve plaatsen op het oppervlak van elektrokatalysatoren en zuurstofradicalen die tijdens OER in oplossing diffunderen, blijft onduidelijk vanwege de onstabiele en niet-schijnbare aanwezigheid van reactieve Zuurstoftypes“Shao” zei na het leren hiervan reactieve zuurstofsoortenen hoe ze te gebruiken om efficiëntere leermiddelen te verkrijgen, blijft van vitaal belang.”

“We hopen dat deze beoordeling ideeën zal opleveren om meer te identificeren Actieve sites voor LDH’s met als doel richtlijnen te bieden voor het ontwerpen van meer geavanceerde elektrokatalysatoren voor elektrochemische waterscheiding, “zei Shao.

Geleverd door Beijing Institute of Technology Press