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《韩国国民大学报道利用亲氧性铈与活性氧化镍复合电催化剂稳定晶格氧演化以实现高效阴离子交换膜水电解槽》

  • 来源专题：关键原材料知识服务平台
  • 编译者： 费鹏飞
  • 发布时间：2025-05-23

  • 5月5日，韩国国民大学在《Small》上发表题为“Stabilizing lattice oxygen evolution with oxophilic ce and active Ni oxide composite electrocatalysts for efficient anion exchange membrane water electrolyzers”的论文，报道利用亲氧性铈与活性氧化镍复合电催化剂稳定晶格氧演化以实现高效阴离子交换膜水电解槽。

    在过渡金属氧化物（TMO）基析氧反应（OER）电催化剂中，晶格氧介导机制（LOM）相较于传统吸附质演化机制（AEM）展现出更高效率。LOM的激活高度依赖于高氧化态过渡金属（TM）与氧的强共价性。

    研究人员通过铈（Ce）的高电子亲和力与强亲氧性，采用一步电沉积法调控NiO的TM-O键合状态，构建CeO2/NiO异质结构。该结构通过增强高氧化态Ni与晶格氧的共价性，促进电子从NiO向CeO2转移，实现从AEM到LOM的机制转变。CeO2/NiO异质结构在10 mA·cm-2电流密度下表现出160 mV的低过电位与32.68 mV·dec-1的塔菲尔斜率。在阴离子交换膜水电解槽中，该催化剂于1 A·cm-2高电流密度下实现1.84 V的低槽电压，且连续运行100小时后电压仅升高1.19%。这些结果揭示了亲氧性Ce及CeO2对稳定Ni氧化态的关键作用，从而确保优异的LOM驱动OER性能。

  • 原文来源：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202501449
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