Boride-derived oxygen-evolution catalysts.
Boride-derived oxygen-evolution catalysts.
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硼化物衍生的析氧催化剂
DOI：
10.1038/s41467-021-26307-7
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发表时间：
2021-10-19
影响因子：
16.6
通讯作者：
Liang H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang N;Xu A;Ou P;Hung SF;Ozden A;Lu YR;Abed J;Wang Z;Yan Y;Sun MJ;Xia Y;Han M;Han J;Yao K;Wu FY;Chen PH;Vomiero A;Seifitokaldani A;Sun X;Sinton D;Liu Y;Sargent EH;Liang H
金属硼化物/硼酸盐被认为是有前途的析氧反应催化剂;然而，迄今为止，缺乏在实际电流密度下长期稳定性的证据。在这里，我们报告了一个相组成调制的方法来制造有效的硼化物/硼酸盐为基础的催化剂。我们发现，金属硼化物原位形成的金属硼酸盐负责其高活性。这些知识促使我们合成NiFe-硼化物，并将其用作模板前体以形成活性NiFe-硼酸盐催化剂。这种硼化物衍生的氧化物在1 M KOH电解液中以10 mA/cm 2的167 mV的过电位催化析氧，并且需要460 mV的创纪录低的过电位以在1 A/cm 2的电流密度下保持超过400 h的水分解性能。在碱性膜电极装置中，将该催化剂与CO还原反应偶联，在电流密度为200 mA/cm 2的条件下进行了80 h以上的稳定的C2 H4电合成。
Metal borides/borates have been considered promising as oxygen evolution reaction catalysts; however, to date, there is a dearth of evidence of long-term stability at practical current densities. Here we report a phase composition modulation approach to fabricate effective borides/borates-based catalysts. We find that metal borides in-situ formed metal borates are responsible for their high activity. This knowledge prompts us to synthesize NiFe-Boride, and to use it as a templating precursor to form an active NiFe-Borate catalyst. This boride-derived oxide catalyzes oxygen evolution with an overpotential of 167 mV at 10 mA/cm2in 1 M KOH electrolyte and requires a record-low overpotential of 460 mV to maintain water splitting performance for over 400 h at current density of 1 A/cm2. We couple the catalyst with CO reduction in an alkaline membrane electrode assembly electrolyser, reporting stable C2H4electrosynthesis at current density 200 mA/cm2for over 80 h.
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