水分解技术的商业化在很大程度上依赖于稳定和高性能的析氢和析氧电催化剂(HER-OER)。本文研究了镍掺杂在镍合金电催化剂中对酸性水分解的活性。镍掺杂剂的掺入诱导了更多与Ir/Ru配位的氧原子，促进了H2O亲核攻击形成*OOH。此外，由于镍掺杂剂的电化学溶解，实现了快速的表面重建;通过原位拉曼光谱和电化学阻抗谱分析可以证明，其结果是吸收了更多的氧。因此，在酸性OER催化中，Ni@IrRu的质量活性比商业IrO2提高了三倍。此外，镍掺杂物平衡了氢结合强度;因此，在酸性HER催化中，只需要609 mV过电位就可以达到1 A cm−2。聚合物电解质膜水电解质(PEMWE)测试表明，仅需要1.87 V可以达到2 A cm - 2比Pt/C-IrO2，低160 mV，揭示了其在PEMWE中的潜在应用。a)XRD图谱和反卷积b)Ni 2p,c)Ir 4f,d)Ru 3d,e)O 1s峰和EPR谱，f) Ir0.44Ru0.56和
[email protected]电催化剂的。Ir0.44Ru0.56的TEM (a)和HR-TEM, b,c)图像。
[email protected]的TEM, d)， HR-TEM, e,f)图像。插图快速傅里叶变换(FFT)模式。g)
[email protected] HAADF-STEM图像及相关EDS映射。OER性能a)、Tafel斜率(b)和稳定性测试(c);HER性能d)， Tafel斜率e)，酸性电解质稳定性测试f);插图i -t检验。
[email protected]的原位拉曼光谱(a)和Ir0.44Ru0.56 b)，
[email protected]的原位电化学阻抗谱(c)和Ir0.44Ru0.56 d)，在酸性介质中稳定性试验后的HR-TEM图像e)，相关FFT f)，以及
[email protected]的表面重建方案g)。a)水解性能，b)在1.87 V下生成的H2(阴极)和O2(阳极)体积，以及c)
[email protected]和Pt/C -IrO2的稳定性测试。
[email protected]和Pt/C-IrO2的聚合物电解质膜水电解(PEMWE)性能d). e) Ir/Ru基电催化剂的电池电压比较。f)恒压(1.65 V)下PEMWE稳定性试验。a) Ni@IrRu的电子密度。状态b)的偏密度，状态c）的密度，d). e) Ni@IrRu和IrRu的吸附结构。f)不同地点的自由能图。a) IrRuO2@NiIrRu的电子密度。状态b)的偏密度，IrRuO2@NiIrRu和IrRuO2@IrRu的状态c、d)的密度。e)有TMA+和无TMA+时OER的极化曲线。f) IrRuO2@NiIrRu和IrRuO2@IrRu的OER自由能图。g)在IrRuO2@NiIrRu上基于AEM机制的OER催化回收。在这项工作中，我们将Ni掺杂剂引入到IrRu合金电催化剂中，发现在OER催化中，更多的氧原子与Ir/Ru原子在边缘位点结合，促进了OOH*物质的形成，并且实现了更快的表面重建。在0.5 M H2SO4中，过电位为420 mV时的质量活性比IrO2提高了5.7倍。此外，镍杂原子也有效地平衡了活性位点上的氢吸附强度。在酸性HER催化中，只需要485 mV过电位就能达到1 A cm−2。聚合物电解质膜水电解试验表明，在2 A cm−2下，
[email protected]的电池电压降至1.87 V。Electrochemical Leaching of Ni Dopants in IrRu Alloy Electrocatalyst Boosts Overall Water Splitting - Xie - Advanced Functional Materials - Wiley Online Libraryhttps://doi.org/10.1002/adfm.202406351
