微波熱沖快速制備二維多孔La0.2Sr0.8CoO3鈣鈦礦用于高效電催化析氧反應(yīng)

編號(hào)：NMJS08948

篇名：微波熱沖快速制備二維多孔La0.2Sr0.8CoO3鈣鈦礦用于高效電催化析氧反應(yīng)

作者：胡榮 韋麗云 鮮靖林 房光鈺 吳植傲 樊淼 郭家越 李青翔 劉凱思 姜會(huì)鈺 徐衛(wèi)林 萬(wàn)駿 姚永剛

關(guān)鍵詞： 二維 鈣鈦礦 微波 氧缺陷 析氧反應(yīng)

機(jī)構(gòu)： 武漢紡織大學(xué) 華中科技大學(xué)

摘要： 析氧反應(yīng)(OER)被認(rèn)為是電解水的關(guān)鍵限制步驟,已被廣泛作為清潔能源方式用于解決能源和環(huán)境問(wèn)題。鈣鈦礦氧化物(ABO3)具有可調(diào)的電子結(jié)構(gòu)、高靈活性的元素組成,能在OER中表現(xiàn)出良好的催化活性。然而,鈣鈦礦氧化物的合成通常需要經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的高溫,極易導(dǎo)致金屬的聚集和影響材料的本征活性。氣相微波技術(shù)可以顯著縮短熱處理時(shí)間,從而減少相關(guān)的碳排放。這項(xiàng)技術(shù)不僅解決了對(duì)碳中性過(guò)程日益增長(zhǎng)的需求,而且還增加了對(duì)合成的控制,以避免產(chǎn)品的不良團(tuán)聚。本文采用微波熱沖法快速制備了二維(2D)多孔La0.2Sr0.8CoO3鈣鈦礦。伴隨微波過(guò)程的快速熵增可以有效地暴露La0.2Sr0.8CoO3結(jié)構(gòu)中豐富的活性位點(diǎn)。此外,高能微波沖擊過(guò)程可以精準(zhǔn)地將Sr2+引入到LaCoO3的晶格中,通過(guò)增加Co的氧化態(tài)來(lái)增加氧空位量。這種鍶元素取代鑭引入的氧空位能極大提高催化劑的本征催化活性。對(duì)于堿性電解液中的OER應(yīng)用,制備的La0.2Sr0.8CoO3在10 m A·cm-2下展現(xiàn)出了360 m V的過(guò)電位,Tafel斜率為76.6 mV·dec-1。且在經(jīng)歷30000秒的長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)測(cè)試后仍能維持初始電流密度的97%。這項(xiàng)研究為高活性二維鈣鈦礦的合成提供了一種簡(jiǎn)便、快速的策略。