钐掺杂NiFe-LDH

析氧过电位203 mV

利用镧系收缩效应提升镍位点价态并加速NiOOH相形成，从而显著增强析氧催化活性。

Wang, Min · Kaisheng, Chen · Zihao, Yan · 陈拥军 · 刘宏涛 · 杜希文

Chemical Engineering Journal 2024

具体参数

析氧过电位

{'zh': '203', 'en': '203'} mV

NiOOH形成电位

{'zh': '1.32', 'en': '1.32'} V

全解水电压

{'zh': '1.59', 'en': '1.59'} V

技术优势

过电位低至203 mV

Sm掺杂通过镧系收缩效应从Ni的3d轨道吸引更多电子，提高Ni的价态和d带中心，从而增强OER本征活性。

NiOOH生成更快

原位拉曼光谱显示NiFeSm-LDH上NiOOH形成所需电位仅约1.32 V，低于NiFeCe-LDH（1.32~1.37 V）和NiFeLa-LDH（~1.37 V）。

OOH*步骤能垒降低

第一性原理计算表明NiFeSm-LDH显著降低了从OOH*到O2的生成能，促进了决速步骤的进行。

全解水电压仅1.59 V

与Pt/C配对时，NiFeSm-LDH||Pt/C在100 mA cm⁻²下电压仅1.59 V，接近工业应用需求。

应用场景

• 碱性电解水阳极：作为阳极直接用于碱性电解槽，降低析氧过电位。
• 电催化析氧：替代传统贵金属催化剂，在碱性介质中高效驱动析氧反应。
• 可再生能源制氢：与Pt/C配对实现低电压全解水，用于可再生能源驱动的制氢。