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北京大学徐冰君教授Angew.：双功能近中性电解质增强OER

时间：2023-09-08 来源： 浏览：

北京大学徐冰君教授Angew.：双功能近中性电解质增强OER

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电催化反应的性能不仅取决于活性位点的组成和结构，还取决于它们的局部环境，包括周围的电解质。
基于此， 北京大学徐冰君教授等人 报道了BF 2 (OH) 2 - 阴离子是在混合KBi/KF（KBi=硼酸钾）电解液中形成的关键氟硼酸盐物种，以提高近中性pH下的析氧反应（OER）速率。使用KBi/KF电解液，电沉积的Co(OH) 2 在1.74 V下能够达到100 mA/cm 2 ，这是在接近中性条件下含量丰富的电催化剂中报道的最高活性之一。
Tafel分析表明，KF的引入不会改变OER的速率决定步骤（RDS）的特性。在无KF的0.5 M KBi条件下，Tafel斜率拟合为121 mV/dec，表明与水分子（H 2 O → OH* + H + + e - ）解离相关的第一个电子转移是RDS。在0.5 M KBi中，随着氟化物浓度逐渐增加到1.5 M，Tafel斜率减小到94 mV/dec，表明混合KBi/KF电解质中的电子转移速率较快。这种轻微的下降，表明KF的存在不太可能改变OER中RDS的性质。
混合KBi/KF电解质中OER活性的增强可能归因于内在速率的增强，而不是反应途径/机制的改变。硼酸盐和氟化物之间的酸碱平衡导致KBi/KF混合电解质中出现一系列BF X (OH) 4-x - （X=2、3或4）物质。硼酸是一种公认的硬路易斯酸，氟是一种硬路易斯碱，根据酸碱反应的路易斯理论，使得它们之间的反应在能量上有利。
Bifunctional Near-Neutral Electrolyte Enhances Oxygen Evolution Reaction. Angew. Chem. Int. Ed., 2023 , DOI: https://doi.org/10.1002/anie.202308335.
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