Исследователи синтезируют нанокристаллы иридия для эффективного электролиза воды в кислых средах

19199009] 19199009]

Считается, что водород будет служить чистой энергией для людей в ближайшие дни. В связи с этим электрохимическое расщепление воды представляет собой потенциальный процесс получения водорода.

Схематическая иллюстрация соединения CB [6] -Ir, взаимодействия между CB [6] и Ir и Ir превосходные характеристики расщепления воды в качестве бифункционального электрокатализатора (Фото предоставлено группой проф. CAO)

В кислых средах расщепление воды требует лишь небольшого перенапряжения для выделения катодного водорода. Активность низкого выделения анодного кислорода в сочетании с серьезной дезактивацией катализаторов ограничивает расщепление воды в кислых средах.

В недавнем исследовании, опубликованном в ACS Energy Letters, группа исследователей во главе с профессором CAO Rong из Фуцзянского института исследований структуры вещества (FJIRSM) Китайской академии наук эффективно произвела ряд нанокристаллов иридия как чрезвычайно стабильных и эффективных бифункциональных электрокатализаторов для процесса расщепления воды в кислых средах.

Внутри поверхности катализатора компонент активных центров регулировался с использованием кукурбита [6] урила – эксклюзивного жесткого макроциклического соединения – в качестве как стабилизатора, так и носителя.

Ученые отметили, что улучшенный катализатор CB [6] -Ir является одной из самых высоких активностей, описанных в кислых средах, достигая общей плотности тока расщепления воды 10 мА / см 2 при напряжении всего 1,56 В. Электролизер также показал превосходную стабильность, по крайней мере, 20 часов непрерывной работы при 5 мА / см 2 .

Спектроскопические результаты обеспечивают лучшее понимание взаимодействия между иридием и кукурбитовым [6] урилом, а также то, как изменение содержания кукурбитового [6] урила регулирует поверхностный компонент катализаторов.

С помощью вычисления теории функционала плотности (DFT) соавтор и профессор Чжуан Вэй из FJIRSM, занимающийся гипотетическими вычислениями на многочисленных каталитических системах, предложил дополнительные доказательства, чтобы продемонстрировать перенос электронов между иридием и кукурбитом [6] урил. Это первый в истории доклад о гипотетическом расчете ури-металлических катализаторов кукурбит [n].

Последнее исследование предлагает новый подход к получению эффективных водоразделительных электрокатализаторов, а также демонстрирует, что кукурбит [n] урил играет жизненно важную роль в улучшении электрокатализаторов.

Источник: http://english.cas.cn/

Source link