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西南交通大学李义兵教授课题组联合澳大利亚新南威尔士大学吴燕芳博士,采用等离子刻蚀辅助策略合成了具有丰富氧空位和晶格匹配的NiO/NiFe2O4异相杂化催化剂,用于促进高效水分解和提升锌-空气电池性能。 锌-空气电池和水分解器由于其对环境友好、能量转换效率高而受到广泛关注。然而,氧气析出反应中多步质子-电子耦合导致动力学迟缓和反应能耗高,严重制约了上述器件的规模化应用。因此,开发高效、稳定的电催化剂以加速反应动力学和降低反应能垒,就显得尤为重要。 晶格匹配的异质结构和缺陷工程为加速氧气析出反应中的电荷转移动力学和激发催化剂的固有催化活性提供了有效途径。然而,催化剂异质界面和空位工程之间的依存关系及其催化反应机制仍有待揭示。 鉴于此,西南交通大学李义兵教授课题组采用等离子刻蚀辅助策略,报道了一种具有丰富氧空位和晶格匹配的NiO/NiFe2O4异相杂化催化剂 (Vo-NiO/NiFe2O4)。基于其交错纳米片组成的多孔微花形貌促进了电解液的渗透和氧气传输,从而加速了反应的质量传输过程。此外,独特的异质结构和表面氧空位之间的协同作用有助于调控催化剂的电子结构并暴露丰富的活性位点,从而诱导催化剂表现出优异的水分解和锌-空气电池性能。这项工作为设计高效、稳定的电催化剂提供了一种新思路。
图1 Vo-NiO/NiFe2O4催化剂制备和作用机制示意图 论文信息 Plasma-Engraved Lattice-Matched NiO/NiFe2O4 Heterostructure with Ample Oxygen Vacancies for Efficient Water Electrolysis and Zn-Air Batteries Kai Zeng, Hongwei Tao, Yijia Zhaoshi, Jiawen Feng, Shuhao Jiang, Yanfang Wu, Ruizhi Yang, Zhengyou He, Yibing Li 文章第一作者为西南交通大学曾楷博士 Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202401272
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