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有益电化学重构的条件:钴氧化物在选定电解液中的模型研究

化学物理 2021-06-07 v1 材料科学

摘要

材料重构为更高性能的 OER 电催化剂的有益条件仍是一个很大程度上开放的问题。此处我们使用 Erythrite(Co3_3(AsO4_4)2_2\cdot8H2_2O)作为钴基 OER 电催化剂,评估其在 pH 7 的四种不同电解液中原位重构为非晶钴基催化剂过程中的催化性质。利用衍射、显微镜与光谱学,我们观察到重构动力学受电解液中阴离子影响的强烈效应。仅碳酸盐电解液能激活催化剂电极,我们将其归因于其缓慢的重构动力学。虽然其转换频率(TOF)在 300 次循环后从 2.84 O2_2 Co1^{-1} s1^{-1} 降低至恒定值 0.10 O2_2 Co1^{-1} s1^{-1},但氧化还原活性位点的数量持续增加,这解释了约 100% 的电流增长。最终激活的材料具有适当的局部有序性、高钴氧化态和大量氧化还原活性 Co 离子,我们将其认定为提升 OER 活性的三要素。因此,本工作为通过电化学重构理性设计高性能 OER 催化剂提供了新见解。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.02362,
  title  = {Requirements for beneficial electrochemical restructuring: A model study on a cobalt oxide in selected electrolytes},
  author = {Javier Villalobos and Diego González-Flores and Roberto Urcuyo and Mavis L. Montero and Götz Schuck and Paul Beyer and Marcel Risch},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.02362},
  year   = {2021}
}