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用可再生能源，特別是氫氣替代傳統的化石燃料，對解決空氣污染、全球變暖、能源危機等問題具有重要意義。電催化水分解是生產H₂的一種有效的方法。然而，由于陽極上的析氧反應(OER)涉及四電子轉移過程，其動力學非常緩慢，嚴重限制了整體水分解的反應速度。人們已經采取了一系列的策略來改進OER的動力學，但與析氫反應(HER)的過電位相比，OER的過電位仍然相當高。因此，迫切需要開發具有高性能OER催化劑。

基于此，深圳大學何傳新課題組設計并開發了一種溫和的自催化路線，制備了一種多通道中空非晶態鎳鐵納米反應器(NiFe-ANR)作為電催化OER催化劑。

電化學性能測試結果顯示，NiFe-ANR在10 mA cm^?2電流密度下的OER過電位低至228 mV，僅為RuO₂的3/5；對于沒有通道孔隙的NiFe-ANNR，過電位為303 mV，遠遠大于NiFe-ANR，這突出了NiFe-ANR中的納米反應器結構對其優異的OER性能的貢獻。此外，對NiFe-ANR進行了10小時的耐久性試驗，沒有明顯的電流下降，說明NiFe-ANR具有良好的耐久性和穩定性。

經過測試后的NiFe-ANR的SEM圖像顯示，球形顆粒的形態沒有變化；經過OER耐久性試驗后，Ni 2p和Fe 2p的峰位均向正方向移動，說明在OER過程中形成了NiOOH和FeOOH，這有助于提高OER的效率。

機理探究實驗表明，具有空心多孔通道的NiFe-ANR結構可以改變空間曲率和催化劑的傳質過程，使NiFe-ANR表面比NiFe-ANNR表面能富集更多的OH^?，最終得到較大的電流密度。

此外，NiFe-ANR的中空多孔納米反應器結構也為其帶來了各種傳質的可能性。例如，電解質和生成的氣體可以通過納米反應器內部的通道和中間的空腔來運輸，這可能是納米反應器的另一個優點?？偟膩碚f，這項工作將有助于指導探索和制備新的非晶態結構、納米反應器結構和復合OER催化劑。

Amorphous NiFe Oxide-based Nanoreactors for Efficient Electrocatalytic Water Oxidation. Angewandte Chemie International Edition, 2023. DOI: 10.1002/anie.202300478

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甲基二苯基膦硫化物_Methyldiphenylphosphine sulfide_CAS:13639-74-2 2025-01-10

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