Dwuwarstwowe wodorotlenki do reakcji wydzielania tlenu

Aby pokierować projektowaniem i syntezą elektrokatalizatorów w kierunku wysoce wydajnych reakcji wydzielania tlenu (OER), naukowcy z Uniwersytetu Technologii Chemicznej w Pekinie podsumowali cztery wspólne strategie poprawy wydajności OER dwuwarstwowych wodorotlenków (LDH), a także zidentyfikowali miejsca aktywne LDH.

Swoją pracę opublikowali 7 września o godz Zaawansowane materiały energetyczne.

„Wraz z rosnącym popytem i zużyciem paliw kopalnych, niedoborami energii i Zanieczyszczenie środowiska „Stało się to surowe i nie można go zignorować”, powiedział korespondent Mingfei Shao, profesor w Państwowym Kluczowym Laboratorium Inżynierii Zasobów Chemicznych na Pekińskim Uniwersytecie Technologii Chemicznej w Pekinie. Energia odnawialna. W szczególności wodór to nowa energia o fantastycznych perspektywach zastosowań”.

Produkcję wodoru o wysokiej czystości można osiągnąć poprzez elektrochemiczną separację wody przy użyciu energii elektrycznej przetworzonej z energii odnawialnych, takich jak energia wiatrowa i słoneczna. Ale jako jedna z reakcji połówkowych, OER jest procesem czteroelektronowym, przy niskim zużyciu energii, według Shawa.

Shaw i jego zespół koncentrują się na LDH, dużym materiale 2D. Ich szeroka ściśliwość, stosunki molowe i aniony międzyfazowe sprawiają, że są one godnymi uwagi katalizatorami OER w mediach alkalicznych.

„Podsumowaliśmy cztery wspólne strategie stosowane w celu poprawy wydajności OER” – powiedział Shao – „Dzięki tym strategiom można zmniejszyć nadmiarowy potencjał OER, co prowadzi do wysokiej efektywności energetycznej”. „Przedstawiono niektóre prace nad identyfikacją centrów aktywnych dla LDH. Odkrycie mechanizmu reakcji i centrów aktywnych dostarcza teoretycznych wskazówek do projektowania wydajnych katalizatorów elektrycznych”.

Rozwój i badanie katalizatorów OER znajduje się obecnie głównie w fazie eksperymentalnej, która nie może spełnić standardów praktycznego zastosowania na dużą skalę. Na przykład nadal istnieją problemy z rozszerzeniem objętości bodźców i utrzymaniem stabilności podczas OER. Ponadto, zdaniem Shawa, większość zgłoszonych metod przygotowania katalizatorów opartych na LDH jest złożona i czasochłonna, co prowadzi do wysokich kosztów i ogranicza ich zastosowanie.

„Identyfikacja reaktywnych form tlenu, takich jak formy tlenu absorbowane przez miejsca aktywne na powierzchni elektrokatalizatorów i rodniki tlenowe dyfundujące do roztworu podczas OER, pozostaje niejasna ze względu na niestabilną i niewidoczną obecność reaktywnych Rodzaje tlenu„Shao” powiedział po dowiedzeniu się o tym Reaktywne formy tlenui jak z nich korzystać, aby uzyskać bardziej wydajne zasoby edukacyjne, pozostaje kluczowe”.

„Mamy nadzieję, że ta recenzja dostarczy pomysłów, aby zidentyfikować więcej Aktywne witryny dla LDH w celu dostarczenia wskazówek dotyczących projektowania bardziej zaawansowanych elektrokatalizatorów w kierunku elektrochemicznej separacji wody” – powiedział Shao.

Dostarczone przez Beijing Institute of Technology Press