Co3O4,电解水"/>
  • 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
V-Vo-Co3O4催化剂的制备及其析氧性能的研究
  • 121
  • 作者

    郝根彦田露郎学磊钟达忠赵强

  • 单位

    山西工学院太原理工大学化学工程与技术学院山西省气体能源高效清洁利用重点实验室

  • 摘要
    氢能作为一种可再生、清洁无污染的二次能源,被视为21世纪最理想的传统化石能源的替代品。电解水制氢作为一种清洁、无污染的制氢技术,由阴极的析氢反应(HER)和阳极的析氧反应(OER)两个半反应组成。与HER相比,析氧反应OER涉及复杂的四电子转移过程,动力学缓慢,是限制电解水制氢的主要因素。因此本研究致力于制备高效的催化剂来加速OER,从而加速水分解制氢。过渡金属氧化物Co3O4具有很高的本征活性和电化学稳定性,且成本很低,被认为是最有潜力的电化学催化材料之一。然而Co3O4导电性较差,且其电催化性能仍有待提高。通过掺杂适宜的金属原子可以显著改善催化材料的电子、物理和化学特性,从而提高其电催化性能。本研究通过分别在NaBH4,VCl3水溶液中两步浸泡法合成了富氧空位、V掺杂的Co3O4催化剂。电化学性能测试表明:氧空位和V掺杂协同提高了Co3O4/NF的OER性能。在1 mol/L KOH中,V-Vo-Co3O4/NF仅需253/270 mV的过电位就能驱动50/100 mA cm-2的电流密度,Tafel 斜率为71.5 mV dec-1,并具有100 h的稳定性。其性能的提升主要归因于V掺杂及氧空位的引入对Co3O4电子构型的调控,低结晶度的表面暴露了更多活性位点,以及亲水性的增强有利于OER过程中反应中间体的吸附和解吸。
  • 关键词

    析氧反应(OER)掺杂氧空位Co3O4" data-show="keyboard">3O4"name="keyword">Co3O4电解水

  • 文章目录
    0 引 言
    1 实验部分
    1.1 材料
    3O4/NF的制备'>1.2 Co3O4/NF的制备
    3O4/NF的制备'>1.3 Vo-Co3O4/NF的制备
    3O4/NF的制备'>1.4 V-Vo-Co3O4/NF的制备
    1.5 表征
    1.6 电化学测试
    2 结果与讨论
    2.1 物相结构分析
    2.2 表面形貌分析
    2.3 表面组成和价态分析
    2.4 OER性能测试
    3 总 结
相关问题

主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2015 煤炭科学研究总院有限公司 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16  技术支持:云智互联