本网讯(文/童锐)近日,国际能源顶级期刊《Advanced Functional Materials》(连续5年影响因子:19.724)在线发表了我校储能与动力电池湖北省重点实验室题为“Adaptive Active Site Turning for Superior OER and UOR on Ir-Ni3N Catalyst”的研究论文。该研究报道了一种新型双功能纳米片电催化剂Ir-Ni3N,在碱性条件下对OER和UOR均表现出优异的电催化活性,在100 mA cm-2的过电势分别为1.59 V和1.37 V,优于报道的大多数镍基催化剂。

在電解工業廢水、人類尿液過程中尿素濃度不斷變化,開發能夠實時適應複雜反應環境的雙功能催化劑極具挑戰性。因此,該研究提出了一種新型雙功能納米片電催化劑Ir-Ni3N,通過簡單的水熱法以及高溫煅燒,在泡沫鎳上形成含有微量Ir的Ni3N纳米片阵列催化剂,采用系列表征技术(XRD, SEM, HR-TEM, HAADF-STEM, XPS, XAS等)结合电催化性能测试以及理论计算,详细揭示了Ir-Ni3N/NF電催化反應過程中,隨著尿素濃度的增加,以Ir-N活性中心爲主的水氧化轉化爲以Ni-N活性中心爲主導的尿素氧化,從而實現了從OER到UOR的切換,確保了連續穩定的氫氣生産。
該研究不僅爲IrNi基電催化劑的表面重構、結構演變及其電催化OER和UOR的催化機理提供了深刻理解,而且爲開發高活性、高穩定性的雙功能電催化工業含尿素廢水催化劑提供了新的策略。
2021级硕士研究生陈钇辛和2024级硕士研究生孟骏为本文共同第一作者,我校童锐副教授、吕思刘博士、澳门大学潘晖教授为共同通讯作者,学校为第一通讯单位。(审稿 张默)