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oer反应前沿信息_oer析氧反应(2024年12月实时热点)

内容来源：卡姆驱动平台所属栏目：教程更新日期：2024-12-01

oer反应

Co4(SO4)4簇：催化新发现！本研究报告了Co4(SO4)4基金属有机框架（MOFs）的合成及其在氧电催化中的性能。研究团队利用密度泛函理论（DFT）计算，深入探索了其催化机制。他们构建了Co4(SO4)4簇、CoTPyP、CuTPyP和ZnTPyP单元的计算模型，并计算了OER过程中这些活性位点的吉布斯自由能图。研究考虑了两条OER反应路径。在Co4簇路径1中，一个Co─Osulfate键断裂，形成*OH(Co)中间体，之后生成第二个*OH(Co)，成为限速步骤，OER的过电位为0.21 V。这一过程与电化学研究相一致，表明在速率确定步骤中参与了两个OH−离子。而在Co4簇路径2中，初始步骤形成*OH(Co)中间体，随后生成限速的*O(Co)中间体，导致较高的过电位0.31 V。该研究结果强调了Co4(SO4)4簇中相邻两个Co离子在O─O键形成中的协同效应，表明两个*OH(Co)单元的耦合能够有效生成O─O键，取代高能量的*O(Co)中间体。本研究展示了独特的Co4(SO4)4簇及其在OER和ORR中的双功能活性，并揭示了相邻Co原子之间的协同效应，促进了O─O键的形成。

酸性环境中的水氧化反应（OER）是实现高效氢气生产的关键，但高成本和易失活限制了铱（Ir）基催化剂的应用。本研究开发了一种在锰（Mn）掺杂尖晶石氧化物（CMO）上稳定Ir单原子簇（IrSAE）的创新策略，通过优化Ir原子的分布和反应路径，大幅提升了催化剂的活性和稳定性。 𐟌Ÿ研究亮点单原子簇精准设计：利用Mn掺杂调控，在CMO表面稳定形成短程关联的Ir单原子簇，提升OER性能。氧化物路径优化：IrSAE-CMO抑制晶格氧参与，采用氧-氧自由基偶联路径，增强了OER反应效率。卓越的电催化性能与稳定性：在酸性条件下，IrSAE-CMO的活性和稳定性显著优于商业IrO₂，其衰减速率仅为2 mV h⁻⹣€‚ 𐟔쥉沿分析电化学性能评估：IrSAE-CMO在低过电位条件下表现出优异的OER活性（图4）。长期稳定性：恒电流测试显示其活性保持率为96%，抗腐蚀能力极佳（图5）。 𐟓ˆ未来展望该催化剂为OER中的贵金属催化剂设计提供了新思路，未来将进一步探索低成本、高效稳定的电催化剂设计。文献信息期刊：Advanced Materials DOI：10.1002/adma.202401648 #文献阅读#⠂ #科研学习#⠂ #催化#⠂ #电催化#⠂ #电解水#⠂ #科研绘图#⠂ #科研#⠂ #科研日常#

王定胜等揭示PEMWE催化剂退化奥秘 𐟌Ÿ期刊：Advanced Energy Materials 𐟔妠‡题：Deciphering Cationic and Anionic Overoxidation: Key Insights into the Intrinsic Structural Degradation of Catalysts 𐟓줽œ者团队：王定胜、孙文平、汪国秀 𐟔”研究背景：质子交换膜水电解槽（PEMWE）技术为大规模绿色制氢带来了希望。然而，由于在高酸性和氧化性操作环境中，析氧反应(OER)催化剂的有限寿命，其广泛应用面临重大限制。 𐟒姠”究成果： ✅综述了质子交换膜水电解槽（PEMWE）技术在大规模绿色制氢中的潜力及其面临的挑战，特别是析氧反应（OER）催化剂在酸性和氧化环境中的稳定性问题。 ✅深入探讨了催化剂结构退化的本质原因，即阳离子和阴离子的不可逆过氧化，并分析了这些过氧化过程与OER反应机制的关系。 ✅介绍了分析阳离子和阴离子过氧化的先进表征技术，并讨论了四种催化剂抗氧化策略，旨在为设计耐用的酸性OER催化剂提供指导原则。 𐟓总结： ✏️通过深入分析PEMWE中OER催化剂的稳定性问题，揭示了阳离子和阴离子过氧化是导致催化剂结构退化的关键因素。文章提出的四种抗氧化策略为设计高性能的酸性OER催化剂提供了新的思路。 𐟓쨿™项工作发表在国际著名期刊《Advanced Energy Materials》上。祝贺！𐟎‰𐟎‰𐟎‰

《质子交换膜水电解（PEMWE）因其高效清洁的氢气生产能力备受关注，而阳极催化剂层中的铱氧化物（IrOx）是氧析出反应（OER）的关键催化剂。本研究首次系统探讨了铱氧化物三种不同表面氧化态（铱金属、铱羟基氧化物和铱氧化物）对Nafion界面结构的影响，为优化PEMWE性能提》网页链接

高效海水直接电解制氢：未来能源的希望 𐟌Š 𐟌Ÿ 创新亮点谢和平院士团队提出了一种全新的海水分解策略，设计了一个名为DSDE（解耦海水直接电解）的系统，旨在从海水中直接制氢。这个系统包括一个集成了单独O2析出反应器的氧化还原流海水直接电解池，能够有效防止ClOR的发生，避免生成含氯物质，而且不需要消耗额外的化学品。 𐟔‹ 核心技术创新解耦式海水直接电解（DSDE）系统：通过在电解槽和单独的反应器之间循环电子介导体来实现氢气的产生，同时避免了氯的产生。电子介导体的使用：采用[Fe(CN)6]3-/4-作为电子介导体，这种介导体在海水中具有可逆的氧化还原动力学和稳定性，有效地替代了传统的氧气进化反应（OER）。低电压操作：DSDE系统在低电压下运行，大约在10 mA cm-2时为1.37 V，100 mA cm-2时为1.57 V，并且在Cl-饱和的海水电解质中保持稳定性。高效催化剂的开发：开发了一种Fe-Ni(OH)2/NF催化剂，用于[Fe(CN)6]3-的化学还原反应，提高了氧气产生的化学效率。 𐟓ˆ 实验结果实验结果表明，[Fe(CN)6]3-/4-氧化还原对在海水中保持可逆的氧化还原动力学和稳定性。DSDE 系统在10 mA cm-2时在约~1.37 V的低电压下运行，在100 mA cm-2时在约 ~1.57 V的低电压下运行，并在接近工业电流密度 200 mA cm-2下表现出超过 250 小时的稳定性。 𐟓… 发表情况相关研究成果于2024年10月15日以“Redox-mediated decoupled seawater direct splitting for H2 production”为题发表在Nature Communications上。

氧析出反应（OER）是电解水制氢的关键步骤，直接决定清洁能源生产效率。传统贵金属催化剂如铱、钌尽管活性优异，但其高成本和低稳定性限制了实际应用。镍铁层状双氢氧化物（NiFe-LDH）因其高效氧吸附和解吸性能成为替代催化剂的研究重点。然而，其在高电位下的晶格氧演变容易导致结构崩解，限制了催化剂的耐久性。本研究通过在NiFe-LDH中引入Ni4Mo合金形成异质结构，利用氧泵策略增强晶格氧再生能力，显著提升了催化剂的稳定性和长时间电解性能。 ✨研究亮点创新的氧泵策略：Ni4Mo合金通过促进氧中间体生成与晶格氧再生，显著增强催化剂的稳定性。优异的长时间稳定性：NiFe-LDH/Ni4Mo催化剂在100 mA cm⁻ⲧ”𕦵密度下运行超过150小时，性能保持稳定。深入的机制解析：通过原位光谱和DFT计算，揭示了晶格氧再生和电子传输在提升OER性能中的关键作用。 𐟓Š展望本研究通过引入氧泵策略有效增强了镍铁层状双氢氧化物的OER性能和耐久性，为非贵金属电解水催化剂设计提供了新思路。未来的研究可聚焦于优化氧泵结构及界面设计，以进一步推动其在工业电解水系统中的应用。 𐟓š文献信息期刊：Angewandte Chemie International Edition DOI：10.1002/anie.202413250 #科研绘图#⠂ #科研学习#⠂ #文献阅读#⠂ #电催化#⠂ #电解水#⠂ #科研#⠂ #学术#

12种电化学催化反应详解 1. 𐟌🠈ydrogen evolution reaction/HER 析氢反应 𐟌ˆ Hydrogen oxidation reaction/HOR 氢氧化反应 𐟌𘠏xygen evolution reaction/OER 氧析出反应 𐟌🠃arbon dioxide reduction reaction/CRR 二氧化碳还原反应 𐟌ˆ Oxygen reduction reaction/ORR 氧还原反应 𐟌🠎itrate reduction reaction/NirRR 硝酸盐还原反应 𐟌ˆ N2 reduction reaction/NRR 氮气还原反应 𐟌🠁mmonia oxidation reaction 氨氧化反应 𐟌ˆ Chlorine evolution reaction 析氯反应 𐟌🠓eawater electrolysis 海水电解反应 𐟌ˆ Sulfur reduction reaction/SRR 硫还原反应 𐟌🠏rganic electrochemical conversion/Fine chemical synthesis reaction 各类有机物电化学转化/精细化学品合成反应（如HMF氧化反应、硝基苯还原、苯胺氧化、丙烯电氧化产环氧丙烷、醇氧化反应、C-N、C-S偶联反应、C-H活化、C-C断键反应等）

尖晶石过渡金属氧化物的制备与性能研究 𐟌🠨👥𙴦导Œ尖晶石过渡金属氧化物（TMOs）因其丰富的资源、低廉的成本、较小的毒性和多样的氧化还原反应特性，成为了研究热点。NiCo2O4作为TMO家族的重要成员，是一种具有多种氧化态的三元金属氧化物。尽管NiCo2O4在水裂解中作为双功能电催化剂的应用鲜有报道，但其潜在的应用价值引起了广泛关注。 𐟓 制备方法将0.5g碳源与10 mM、60 mL六水硝酸镍和10 mM、60 mL六水硝酸钴混合，搅拌2小时后，进行0.5小时的超声处理。接着，将混合物在180℃下进行10小时的水热反应，然后离心分离。将离心后的固体在450℃下煅烧1小时，随后浸泡在1 M的硼氢化钠水溶液中，再次离心并干燥。 𐟔 小贴士实验中使用的碳源为蔗糖，通过190℃水热2小时后，最终呈现出项链状的碳结构。 𐟌𜠧𛓦ž„表征通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和元素映射（mapping）等手段，对制备的尖晶石材料进行结构表征。 𐟥 电催化性能评估NiCo2O4在HER（氢气析出反应）和OER（氧气析出反应）中的性能，并探讨其作为电催化剂的潜力。 𐟎‰ 文献参考相关文献在最后一张图中，欢迎各位同学批评指正！𐟘𚰟˜𚀀

【NML文章集锦| 电催化析氧反应与氧还原反应（OER&ORR）】精选15篇发表在Nano-Micro Letters《纳微快报（英文）》上电催化析氧反应与氧还原反应相关的论文。分别来自香港城大曾志远等、浙江大学侯阳等、中科院福建物质结构研究所林扬明团队、加拿大魁北克大学高等技术学院张改霞与加拿大国立科学研究院孙书会以及武汉纺织大学杨应奎合作、苏州大学陈子亮&康振辉及柏林工业大学Prashanth W. Menezes合作、比利时鲁汶大学Jan Fransaer等、青岛大学李道浩与吉林大学方千荣合作、北京理工大学李煜璟教授&北京工业大学柯小行教授等、广东工业大学张山青教授课题组、华中科技大学王得丽教授课题组、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室Can Li博士&纽约州立大学N. Clament. S.S.博士及Jiye Fang教授、中国科学院山西煤炭化学研究所童希立及德国锡根大学杨年俊团队、太原理工大学&上海大学张久俊院士团队、美国陆军实验室的Li Jiangtian、国檀国大学Jin-Ho Choy院士和首尔国立大学Sung-Pyo Cho课题组。 1. 合理设计具有成本效益的金属掺杂ZrO₂提升OER催化活性网页链接 2. 调节金属有机框架催化剂化学键长加速电解水析氧反应动力学网页链接 3. 利用模型分子对无金属碳热催化和电催化机理理解的最新进展网页链接 4. 碳纳米管负载相邻Co-N₂C₂和Co纳米团簇改良Fe-N₄电子结构用于高效氧电催化网页链接 5. 双金属氧硫化物重构异质结构上氧阴离子的固定及其对促进析氧反应网页链接 6. 氧电催化中氧化物催化剂的设计—从机理到应用网页链接 7. 准三维环三磷腈基共价有机骨架纳米片用于高效氧还原网页链接 8. 具有原子级分散钨位点的PtNi-W/C促进质子交换膜燃料电池中ORR网页链接 9. 通过电催化ORR可持续生产过氧化氢策略—从催化剂设计到设备搭建网页链接 10. 电合成H₂O₂催化剂及反应器的构筑网页链接 11. 铂基纳米晶的形貌可控合成及其在燃料电池中的应用研究网页链接 12. 光、电催化合成H₂O₂—原理，催化剂设计及性能网页链接 13. 原位探测电催化氧还原反应活性位点和机理的技术网页链接 14. OER催化剂在不同能量标度下的设计策略网页链接 15. 二维单原子层g-C₃N₄增强光电催化转化效率网页链接

ORR研究：统一电位，准确评估许多研究者在进行氧还原反应（ORR）研究时，发现最佳样品的Tafel斜率并不理想。这往往是因为没有统一电位区间。Tafel斜率是评估电化学反应动力学的重要参数，但在比较不同催化剂或不同条件下的ORR性能时，需要在同一电位区间内获取Tafel斜率。以下是几个关键原因：可比性 𐟓Š 只有在相同的电位区间内获取Tafel斜率，才能确保不同催化剂或条件下的数据具有可比性。不同电位区间可能包含不同的反应机制或动力学行为，这会导致Tafel斜率的变化，从而无法准确评估性能差异。动力学稳定性 𐟌€ 在ORR过程中，电极表面的反应动力学行为可能随着电位的改变而发生变化。选择一个稳定的电位区间进行分析可以确保反应动力学在该区间内相对稳定，从而得到更有意义的Tafel斜率。避免干扰 𐟚능œ覟些电位区间内，可能会存在其他电化学反应的干扰，如析氢反应（HER）或析氧反应（OER）。这些干扰反应会影响ORR的动力学行为，导致Tafel斜率发生变化。因此，选择一个不包含干扰反应的电位区间进行分析是必要的。标准化 𐟓 为了与文献中的数据进行比较和讨论，通常需要在相同的电位区间内获取Tafel斜率。这有助于将研究结果与领域内的其他研究进行对比，从而评估催化剂的性能和优劣。综上所述，为了准确评估ORR的动力学性能和比较不同催化剂或条件下的性能差异，需要在同一电位区间内获取Tafel斜率。这可以确保数据的可比性、动力学稳定性和避免干扰，并为研究提供有意义的结果。

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