ACS Catalysis：Zr-Cu-Ni-Al金属玻璃增强碱性析氧

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众所周知， Pt-OH _ads 物种在 Pt 电极上的析氧反应 (OER) 中起着至关重要的作用。一旦去除施加的电势 E ，这些物质的浓度降低到记录的初始开路电势 (OCP) 的值，而 Pt(II) 和 Pt(IV) 氧化物的化学计量基本上保持不受影响。因此， OER 的主要速率决定物种是氢氧离子在碱性介质中的氧化。尽管贵金属 OER 催化剂如 RuO ₂ 、 IrO ₂ 和 Pt 具有高 OER 活性，但是其高成本限制了它们的应用，特别是在大规模应用中。

近日， 奥地利科学院 Baran Sarac 研究了快淬法制备的 Zr ₆₅ Cu _17.5 Ni ₁₀ Al _7.5 薄带在循环极化条件下， ZrO ₂ 层中的 Zr 和 O 含量的可调性。

本文要点

要点 1.  研究发现，富含 Zr 的非晶氧化物层的形成促进了析氧反应（ OER ） , Tafel 斜率从 109 下降到 80 mV dec ^-1 ，并且在 250 次循环和长期开路电位测量中保持了稳定性，优于许多贵金属和过渡金属基氧化物及其复合材料。在 183.5 eV （ Zr3d5 Zr-OH 峰）的额外结合能的演变表明氢氧根离子插入到 Zr 基金属玻璃中。

要点2 .  与原始电极相比，后 OER 电极的阻抗幅值和特征频率相对较小（在 0.6V 下， 100Hz ，原始电极为 625 Ω ，经过 OER 的电极为 140 Ω ），证实了后 OER 的电极显著增强的动力学。 OER 上氧化层的变化导致离子积累和电子转移大幅增加，最大真实电容达到 0.0271 F cm ^-2 。

这项研究，揭示了廉价的储量丰富的金属和非晶态结构的均匀组合形成了高度活跃和稳定的氧化层，有望用于未来的可再生能源生产材料。

Baran Sarac, et al, Enhanced Oxygen Evolution Reaction of Zr-Cu-Ni-Al Metallic Glass with an Oxide Layer in Alkaline Media, ACS Catal. 2022

DOI: 10.1021/acscatal.2c02672

https://doi.org/10.1021/acscatal.2c02672

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