311 / 2020-10-11 00:03:25

电解水OER钴基催化剂组织结构调控机理研究

等离子喷涂，电解水，OER，钴基催化剂，结构调控

析氧反应(OER)是能源与环境相关技术中的一个关键过程，理想的OER电催化剂应表现出高度暴露的活性中心和含氧物种的最佳吸附能。然而，目前地球上丰富的过渡金属基OER电催化剂仍具有颇为缓慢的OER动力学。尖晶石型Co3O4从结构上说明了其具备电催化水解的能力，且比表面积与催化活性存在相关性，具备高表面积的纳米结构材料的催化活性更高。本文采用等离子喷涂技术合成钴基电解水催化剂，以金属镍为基底，锰钴尖晶石粉末或含钴液料为基础原料，通过掺杂活性元素的方式引入缺陷，设计钴基电解水催化剂涂层的尺寸、成分、形貌，以获得高效稳定且低成本钴基电解水催化剂涂层。探索等离子喷涂条件对涂层尺寸、物相结构和形貌的调节机制，以及材料的尺寸、成分、结构、形貌对电解水OER催化活性的影响机制，并在实验上验证等离子喷涂技术实现以过渡金属为基础的电解水催化剂设计和制备的产业化的可行性。