通过氢技术实现清洁能源转型和去碳化，对于振兴可持续发展的世界至关重要。开发不含贵重元素的催化剂来促进电解槽中的水分解过程，是降低绿色氢燃料生产成本的一个重要可持续目标，从而提高其可获得性和经济性。在此，德国伍珀塔尔大学（University of Wuppertal）Bilal Gökce课题组报告了一种用于碱性介质中析氧反应（OER）的混合电催化剂，它具有高稳定性和低过电位，不含贵金属和稀有元素。混合催化剂由激光生成的分散在还原氧化石墨烯（rGO）上的 Fe50Ni50 纳米粒子（FeNi NPs）组成，并沉积在镍泡沫基底上生长的镍铁层双氢氧化物（FeNi LDH）上。制备的FeNi-rGO/FeNi/Ni泡沫混合催化剂在10 mA/cm2的电流密度下仅需要234 mV的过电位，比在镍泡沫基底上测试的商用RuO2催化剂低37 mV。此外，这种混合催化剂非常坚固耐用；它能经受10,000次加速老化循环，并能在10 mA/cm2的电流密度下运行1,300小时以上而不出现性能衰减。
图1. 装置示意图（图片来源：J. Catal.）
图2. 扫描电镜图像（图片来源：J. Catal.）
图3. HR-TEM图像（图片来源：J. Catal.）
图4. 粒径分布直方图（图片来源：J. Catal.）
图5. 循环伏安曲线、过电位和Tafel斜率（图片来源：J. Catal.）
图6. 高分辨率XPS光谱（图片来源：J. Catal.）
图7. Raman光谱（图片来源：J. Catal.）
图8. 扫描电镜图像（图片来源：J. Catal.）
图9. 电催化性能（图片来源：J. Catal.）
论文信息
Inna Yusnila Khairani, Benjin Jin , Sidney M. Palardonio, Ulrich Hagemann, Beatriz Alonso, Amaya Ortega, Carlos Doñate-Buendía, Jordi Martorell, Carles Ros, Tanja Kallio, Bilal Gökce*. FeNi nanoparticle-modified reduced graphene oxide as a durable electrocatalyst for oxygen evolution, J. Catal., 2024, https://doi.org/10.1016/j.jcat.2024.115771.
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