化学浴沉积法制备无定型NiCo氧化物催化剂及其在氧析出电催化中的优异性能

"无定型NiCo氧化物的制备及氧析出电催化性能研究" 在电解水过程中，氧析出反应（OER）作为其中一个关键步骤，由于涉及多个电子转移，导致其动力学缓慢，成为整个过程的瓶颈。为了提高电解水效率，研发高效的OER电催化剂至关重要。本文主要探讨了通过化学浴沉积法制备的无定型NiCo氧化物催化剂，并分析了其在OER中的优异性能。 无定型NiCo氧化物是通过简单的化学浴沉积方法并经过低温焙烧工艺制得的，这种方法具有批量制备的优点，可以实现克级生产。与传统的晶态NiCo2O4尖晶石复合氧化物相比，无定型NiCo氧化物具有更高的催化活性，这主要归因于其内部丰富的氧空位。氧空位的存在能够提升材料的电荷传输能力和吸附氧气的能力，从而改善催化效率。 实验结果显示，无定型NiCo氧化物在0.1 mol/L的KOH碱性溶液中，作为电催化剂进行OER时，当电流密度达到10 mA/cm²时，所需过电位仅为370 mV。这个数值表明，无定型NiCo氧化物具有出色的催化活性，低于许多其他已知催化剂，降低了电解水所需的能量消耗。此外，该催化剂还展现出良好的催化稳定性，这对其实际应用非常重要，因为长期稳定性的催化剂能够保证电解水系统的持久运行。 氧析出反应的电催化性能主要由催化剂的表面性质决定，包括表面原子排布、缺陷结构以及电荷分布等。无定型结构相比于晶态，其无序的原子排列可能提供了更多的活性位点，增加了与反应物质的接触面积，有利于OER的进行。同时，氧空位的存在能促进氧气分子的吸附和分解，进一步提高催化活性。 总结来说，无定型NiCo氧化物作为一种新型的电催化剂，其独特的结构特性——尤其是丰富的氧空位——显著提升了氧析出反应的效率和稳定性。这种催化剂的制备方法简单，易于规模化生产，对于推动电解水技术的进步具有重要意义。未来的研究可能会进一步优化这种材料的制备条件，探索其结构与性能之间的关系，以期获得更高性能的OER催化剂。