天元航材是一家拥有50余年的生产技术工艺沉淀的化工原料厂家,主营产品有六方氮化硼(白石墨烯、HBN)等硼系列化工原料产品。今天,小编给大家介绍下关于OER催化剂载体的相关知识,六方氮化硼可以用作OER催化剂载体,那么您了解什么是OER催化剂载体吗?一起来看看吧!
为了满足现代社会的能源需求,寻求可持续、清洁和高效的能源生产途径尤为重要。水电解是一种高效、可持续的产氢途径,被认为是未来可再生能源生产的有效途径。水电解包括两个半反应:阴极氢HER和阳极氧OER。其中,HER是双电子转移反应,OER是四电子质子偶联反应,其中HER是两电子转移反应而OER是一个四电子-质子耦合反应,需要更高的能量(对于导电性材料的要求也就更高),使得氧演化的过电位远远高于水的理论分解电压(1.23V)。高效OER催化剂的设计和合成是提高水解制氢效率的关键。析氧反应(OER)是太阳能水分解、可充电金属-空气电池、可再生燃料电池、电解水制氢等技术的关键反应之一,其缓慢的动力学过程限制了反应效率的提高。近年来,开发更高活性的OER催化剂成为材料、化学和能源领域的研究热点之一。
下面给大家介绍下关于“导电”氮化硼用作OER催化剂载体的优势有哪些吧!
氮化硼(BN)具有碳基材料的许多优点,有较高的热稳定性和化学惰性等。相关实验结果表明,在氮化硼结构中引入层间B-B偶极相互作用可以形成层间导电通道,进一步提高氮化硼的导电率。此外,由于脉冲激光烧蚀(PLA)是一种断裂或形成新的化学键的有效方法,它可有助于氮化硼实现层间B-B偶极子相互作用,使其成为一种优良的催化剂载体。“导电”氮化硼作为OER催化剂载体的研究重点:
1、有关OER催化剂载体的研究实验验证并分析了n-c=N对性能的增强机理。2、首先采用脉冲激光烧蚀处理碳氧共掺杂BN,实现层间B-B偶极相互作用,构建电导率增强的L-BN。
3、L-BN用于支撑商用氧化铱、氧化钌催化剂,性能优于炭黑等碳基载体;
综上所述的几个研究重点,其结果表明:L-BN是一个长度为100~200nm的同心球体,用HRTEM测量的晶格间距为0.342nm,对应于六方氮化硼的(002)晶面,此外六方氮化硼的相结构也没有变化。因此,聚乳酸处理时间对化学键和催化剂性能的影响表明,随着辐照时间的增加,B-O键会持续减小,从而导致电子转移电阻的同步降低。而随着辐照时间的延长,n-c=N先增加下降,PLA处理30min后含量达到最大值。相应的Tafel斜率呈现相反的趋势,在30min时达到最小值,说明N-C=N的最大含量具有最好的催化反应动力学,这也说明对Ir离子与N-C=N相互作用的推测是合理的。
此外,B-O键长是所有键中最长的,说明在激光照射下结合能较弱,容易断裂和释放O原子。激光照射后,去除部分O原子,形成N?C=N,层间B原子之间出现明显的吸引力。利用部分态密度(PDOS)和总态密度(TDOS)来揭示电子构型的变化。经过激光处理后,L-BN的B-PDOS和C-PDOS出现了费米能级附近的两个峰,导致TDOS出现了两个明显的峰和自由电子的增加。
因此利用氮化硼可以明显提高OER反应的导电性,从而提高整体的效率,是一款很优秀的OER催化剂载体!今天,小编就给大家介绍到这里了,如有疑问,欢迎致电咨询小编!