dx2-y2态调控镍基氢氧化物电催化剂

甲醇氧化活性决定因素

首次阐明dx2-y2电子态与甲醇氧化活性的内在关联，为理性设计高性能镍基氢氧化物催化剂提供新准则。

Li, Junhua · 伍超 · 王震 · 张琪 · Tang, Ying · Zhang, Yiming · Zhong, Haoyin · Xi, Shibo · Xue, Junmin · 王小鹏 · 吴家刚

Angewandte Chemie - International Edition 2024

技术优势

明确设计靶点

首次阐明dx2-y2电子态与甲醇氧化活性的内在关联，为理性设计奠定基础。

降低起始电位

通过将dx2-y2带中心移近费米能级增强去质子化能力，从而降低甲醇氧化起始电位。

促进高电位转化

高电位区dx2-y2轨道展宽有利于甲醇向催化剂的电子转移（Ni3+还原为Ni2+），进一步提升催化性能。

应用场景

• 甲醇氧化电催化剂设计：依据dx2-y2态调控去质子化和电子转移，实现高活性位点设计。
• 直接甲醇燃料电池阳极：提供降低阳极起始电位的电子结构准则，提升电池输出性能。
• 镍基催化剂：阐明镍基氢氧化物本征活性根源，避免传统试错法优化。