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Tafel斜率为34mV/dec

发布时间:2019-04-10 03:54 类别:在线应用

  比来,路亚林团队又初次研究了多参量复合氧化物量子功能材猜中铁电极化和自旋协同感化对OER活性的影响。他们在铁电基体上原位发展了高自旋态的第二相,同时采用了电晕极化手艺对电极化进行取向,对概况进行润色。在自旋布局调控及电晕极化手艺的双重感化下,发生10 mA/cm2的电流密度所需的过电势为320 mV,Tafel斜率为34mV/dec,可与贸易化的贵金属OER电催化剂IrO2比拟拟。同时,研究人员还操纵国度同步辐射尝试室XMCD线站对催化剂的元素价态进行了阐发,揭示了其机能机制。该工作为提高材料OER机能供给了新的调控自在度,文章以“Enhancing oxygen evolution efficiency of multiferroic oxides by spintronic and ferroelectric polarization regulation”为题在线颁发在Nature Communications上(Nat. Comm. 2019, 10, 1409, DOI:10.1038/s41-0),陆亚林传授、傅正平副传授、程振翔传授为配合通信作者,文章第一作者为李晓宁博士。

  这项工作获得国度天然科学基金赞助、国度重点研发打算和中国科学院严重科技根本设备开放研究项目标赞助。

  电催化水分化能够出产高纯度的化学燃料(氢气)来替代化石燃料,是目前最具使用前景的高效洁净新能源手艺,但其效率受制于动力学迟缓的析氧半反映过程(OER)。OER不只涉及四个持续的质子耦合的电荷转移转移,还包罗从单线态的反映物OH-?/ H2O到三重态的产品O2的自旋态的改变。因而,对OER催化剂材料内部电荷-自旋等本征物理参量的研究是提高OER能量转换效率的环节。

  过渡金属复杂化合物,包罗钙钛矿,尖晶石,层状钙钛矿等布局,不只地壳含量高、布局不变、析氧效率高,并且布局、组分以及机能可大幅调理,是很有前途的非贵金属电催化剂。层状钙钛矿氧化物布局,具有电荷-自旋-轨道-晶格等多种物理参量之间的耦合,具有丰硕的物理化学性质,及潜在的可调理性和拓展性。近八年来陆亚林课题组通过原子层间嵌入手艺,成功将该材料系统拓展到室温下具有铁电-铁磁(轨道-自旋)等多参量共存范畴,在国际上率先报道了具有室温以上磁电耦合、室温磁互换偏置、液氮温区铁磁绝缘等单相新材料,创制了一个独具特色的复合多参量材料系统。在此根本上,该团队将多参量复合的概念使用在能源材料机能的调控上,包罗光催化和电催化。课题组的傅正平副传授与澳大利亚卧龙岗大学的程振翔传授合作,起首操纵中自旋态的Co离子替代层状钙钛矿中的高自旋Fe离子,调理了材料的电子及自旋布局特别是eg轨道电子数量, 加强了催化剂的电子电导和对反映基团的吸附能力,大大提高了材料的OER机能(J. Am. Chem. Soc., 2019, 141 (7), pp 3121–3128, DOI: 10.1021/jacs.8b12299)。

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