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orr反应前沿信息_orr反应方程式(2024年11月实时热点)

内容来源：麦吉窗影视所属栏目：教程更新日期：2024-11-28

orr反应

电催化反应揭秘：OER/ORR/HER 在电催化领域，OER（氧析出反应）、ORR（氧还原反应）和HER（析氢反应）是三种关键反应。这些反应在可逆氢电极（RHE）下的电位区间如下： OER（氧析出反应）：电位区间在1.1-1.8V RHE 𐟌Š OER是电解水过程中的一个半反应，涉及水分子氧化生成氧气。由于OER是一个多电子转移过程，其动力学通常较慢，需要较高的过电位来驱动。常见的OER起始电位（即开始观察到明显电流增加的电位）通常在1.4~1.6 V vs. RHE之间，但也可能更高。高效的OER催化剂能够降低这一过电位，从而提高电解水的效率。 ORR（氧还原反应）：电位区间在0-1.2V RHE 𐟔„ ORR是燃料电池等能源转换设备中的关键反应，涉及氧气分子的还原。ORR的半波电位（E_1/2）是一个重要指标，它表示了ORR反应动力学的一个关键参数。常见的ORR半波电位范围在0.6~0.8 V vs. RHE之间，但也可能因催化剂和电解质的不同而有所变化。高效的ORR催化剂通常具有较正的半波电位，这意味着它们能够在较低的过电位下驱动ORR反应。 HER（析氢反应）：电位区间在-0.8-0V RHE 𐟌᯸ HER是电解水过程中的另一个半反应，涉及氢离子的还原生成氢气。HER的起始电位（即开始观察到明显氢气产生的电位）通常在0~-0.2 V vs. RHE之间，但也可能更低。高效的HER催化剂能够显著降低这一过电位，从而提高电解水的能量效率。需要注意的是，以上电位区间仅作为参考，实际测试中的电位区间可能会因催化剂、电解质、测试条件等因素的不同而有所变化。因此，在进行电催化测试时，需要根据具体情况选择合适的参比电极和测试条件，并结合实验结果进行准确的分析和解释。

【NML文章集锦| 电催化析氧反应与氧还原反应（OER&ORR）】精选15篇发表在Nano-Micro Letters《纳微快报（英文）》上电催化析氧反应与氧还原反应相关的论文。分别来自香港城大曾志远等、浙江大学侯阳等、中科院福建物质结构研究所林扬明团队、加拿大魁北克大学高等技术学院张改霞与加拿大国立科学研究院孙书会以及武汉纺织大学杨应奎合作、苏州大学陈子亮&康振辉及柏林工业大学Prashanth W. Menezes合作、比利时鲁汶大学Jan Fransaer等、青岛大学李道浩与吉林大学方千荣合作、北京理工大学李煜璟教授&北京工业大学柯小行教授等、广东工业大学张山青教授课题组、华中科技大学王得丽教授课题组、美国洛斯阿拉莫斯国家实验室Can Li博士&纽约州立大学N. Clament. S.S.博士及Jiye Fang教授、中国科学院山西煤炭化学研究所童希立及德国锡根大学杨年俊团队、太原理工大学&上海大学张久俊院士团队、美国陆军实验室的Li Jiangtian、国檀国大学Jin-Ho Choy院士和首尔国立大学Sung-Pyo Cho课题组。 1. 合理设计具有成本效益的金属掺杂ZrO₂提升OER催化活性网页链接 2. 调节金属有机框架催化剂化学键长加速电解水析氧反应动力学网页链接 3. 利用模型分子对无金属碳热催化和电催化机理理解的最新进展网页链接 4. 碳纳米管负载相邻Co-N₂C₂和Co纳米团簇改良Fe-N₄电子结构用于高效氧电催化网页链接 5. 双金属氧硫化物重构异质结构上氧阴离子的固定及其对促进析氧反应网页链接 6. 氧电催化中氧化物催化剂的设计—从机理到应用网页链接 7. 准三维环三磷腈基共价有机骨架纳米片用于高效氧还原网页链接 8. 具有原子级分散钨位点的PtNi-W/C促进质子交换膜燃料电池中ORR网页链接 9. 通过电催化ORR可持续生产过氧化氢策略—从催化剂设计到设备搭建网页链接 10. 电合成H₂O₂催化剂及反应器的构筑网页链接 11. 铂基纳米晶的形貌可控合成及其在燃料电池中的应用研究网页链接 12. 光、电催化合成H₂O₂—原理，催化剂设计及性能网页链接 13. 原位探测电催化氧还原反应活性位点和机理的技术网页链接 14. OER催化剂在不同能量标度下的设计策略网页链接 15. 二维单原子层g-C₃N₄增强光电催化转化效率网页链接

𐟔 电化学ORR的奥秘解析 𐟧 想要深入了解电化学氧还原反应（ORR）吗？让我们一起来探索它的关键参数吧！ 𐟒ᠦž限扩散电流密度（j_lim）是ORR中的一大重点。当反应速率完全受限于氧气通过溶液扩散到电极表面的速度时，就会达到这个电流密度。它是评估电极材料性能、传质效率以及反应动力学的重要指标哦！𐟔젩€š常，通过旋转圆盘电极（RDE）或旋转环盘电极（RRDE）测试结合线性扫描伏安法（LSV）来测量这个参数。 𐟌᯸ 起始电位（E_onset）是另一个不可忽视的点。它标志着ORR反应的开始，是评估ORR反应动力学和电极材料活性的关键参数。较低的E_onset值意味着反应更容易进行，电极材料的ORR催化活性也更高呢！𐟓ˆ 测量方法很简单，只需分析ORR极化曲线，确定电流密度开始明显偏离背景电流的电位即可。 𐟔„ 最后，半波电位（E1/2）也是ORR研究中的重要参数。它是电流密度达到极限电流密度一半时的电位，与ORR反应的过电位密切相关，反映了电池在实际应用中的能量效率。较高的E1/2值意味着较低的过电位和更高的能量效率哦！𐟒ꠥŒ样，通过分析ORR极化曲线，我们可以轻松找到这个电位点。 𐟎‰ 这些参数在电化学ORR的研究和实际应用中发挥着至关重要的作用。想要深入理解反应机理、优化电极材料设计、提高电池性能？那就赶快关注这些关键参数吧！𐟌Ÿ

复旦大学赵东元院士&武汉理工大学苏宝连院士、刘勇教授团队通过控制Pt2+还原反应和Pd-Pt原电池置换反应的程度，在均匀的Pd纳米线模板上生长致密的Pt枝状纳米结构，设计并合成出了一种新型一维Pt-Pd枝状纳米管异质结构（DTHs），以提高氧还原反应（ORR）的催化活性和稳定性。复旦赵东元院士，武汉理工苏宝连、刘勇IM：...

双金属普鲁士蓝材料的制备方法详解 𐟓普鲁士蓝催化剂是一种由过渡金属氰化物（通常是铁氰化物）组成的催化剂，广泛应用于燃料电池、电解水制氢等领域。它具有良好的催化性能和稳定性，常用于催化氧气还原反应（ORR）和析氢反应（HER）等电化学反应。 𐟎ˆCo-Fe PBA nanocubes 将0.6 mmol六水合硝酸钴和0.9 mmol柠檬酸三钠溶解于20 mL去离子水中，形成溶液A。将0.4 mmol铁氰化钾溶于20 mL去离子水中，形成溶液B。在磁性搅拌下，将溶液B加入到溶液A中，连续搅拌1分钟后，在室温下老化24小时。离心收集沉淀。 𐟎ˆCo-Fe PBA nanoframes 将上述制备的Co-Fe PBA纳米液分散到40 mL的水中，通过超声处理10分钟，得到均匀的悬浮液。然后，在上述悬液中加入22.5 mg尿素，连续加入20分钟。溶解后，将悬浮液密封在50毫升的特氟隆衬垫中，然后在不锈钢高压釜中以100Ⰳ加热12小时。 𐟎ˆCo-Fe PBA 将CoCl2 6H2O（143 mg）和柠檬酸钠（397 mg）溶解在40 mL的蒸馏水中，并进行搅拌。然后，加入132 mg K3[Fe(CN)6]，再搅拌混合物5分钟以获得透明溶液。将得到的透明溶液转移到50 mL烧杯中沉淀24小时，最后离心干燥获得催化剂。 𐟎ˆCo-Co PBA和Fe-Fe PBA 分别用K3[Co(CN)6]（132 mg）和FeSO4 7H2O（167 mg）取代K3[Fe(CN)6]和CoCl2 6H2O，合成方法与Co-Fe PBA相似。 𐟥参考文献在图片的最后哦。欢迎各位同学批评指正！𐟘𚰟˜𚀀

VASP&MS：全能模拟 𐟔 第一性原理计算、结构建模、DFT计算VASP和Materials Studio 我们提供全方位的模拟和分析服务，使用先进的VASP和Materials Studio软件工具。服务涵盖以下领域： 1️⃣ 结构建模：二维体系、二维钙钛矿、氧化物、过渡金属硫化物、晶体切面固定等。有机无机卤族钙钛矿、金属有机框架（MOF）以及缺陷调控、掺杂等。 2️⃣ 计算服务：结构及稳定性：结构优化、声子谱、原子间动力学模拟(AIMD)、力学性质（如杨氏模量、泊松比）、形成能、内聚能、电子局域函数、扫描隧道显微镜(STM)电镜模拟、剥离能、表面能等。电子性质：PBE、HSE06、PBE0、GW+SOC等泛函方法的能带与态密度计算、差分电荷、巴德电荷、Wannier计算的镜像陈数、表面态、偶极矩、能级投影（CBM和VBM）、功函数、三维能带投影等。催化性质：氧还原反应(ORR)、氢演化反应(HER)等的自由能台阶图、吉布斯自由能、火山曲线、反应速率等。光学性质：光吸收系数、光学介电常数（实部虚部）、反射系数、透射系数、光电转换效率等。电池性质：吸附能、开路电压、过渡态（扩散能垒）、吸附位点和吸附浓度、理论电池容量等。扩散性质：扩散能垒、扩散系数（两种方式）、均方根位移、离子电导率、离子概率密度。热电性质：电子电导率、电子热电导率、塞贝克系数、热膨胀系数。迁移性质：载流子迁移率、激子结合能。我们提供全面的模拟和分析服务，满足各种科研需求。

ORR研究：统一电位，准确评估许多研究者在进行氧还原反应（ORR）研究时，发现最佳样品的Tafel斜率并不理想。这往往是因为没有统一电位区间。Tafel斜率是评估电化学反应动力学的重要参数，但在比较不同催化剂或不同条件下的ORR性能时，需要在同一电位区间内获取Tafel斜率。以下是几个关键原因：可比性 𐟓Š 只有在相同的电位区间内获取Tafel斜率，才能确保不同催化剂或条件下的数据具有可比性。不同电位区间可能包含不同的反应机制或动力学行为，这会导致Tafel斜率的变化，从而无法准确评估性能差异。动力学稳定性 𐟌€ 在ORR过程中，电极表面的反应动力学行为可能随着电位的改变而发生变化。选择一个稳定的电位区间进行分析可以确保反应动力学在该区间内相对稳定，从而得到更有意义的Tafel斜率。避免干扰 𐟚능œ覟些电位区间内，可能会存在其他电化学反应的干扰，如析氢反应（HER）或析氧反应（OER）。这些干扰反应会影响ORR的动力学行为，导致Tafel斜率发生变化。因此，选择一个不包含干扰反应的电位区间进行分析是必要的。标准化 𐟓 为了与文献中的数据进行比较和讨论，通常需要在相同的电位区间内获取Tafel斜率。这有助于将研究结果与领域内的其他研究进行对比，从而评估催化剂的性能和优劣。综上所述，为了准确评估ORR的动力学性能和比较不同催化剂或条件下的性能差异，需要在同一电位区间内获取Tafel斜率。这可以确保数据的可比性、动力学稳定性和避免干扰，并为研究提供有意义的结果。

𐟔婺槫‹强&徐梽川EES重磅研究𐟒劰ŸŽ‰近期，武汉理工的麦立强与南洋理工的徐梽川联手，在Energy Environ. Sci.期刊上发表了重磅研究！𐟧他们开发了一种全新的双金属单原子催化剂——NiFe-N-C，这种催化剂含有Fe纳米团簇，展现了卓越的析氧/还原反应（OER/ORR）活性和耐久性。𐟒ꊊ𐟔쩀š过简单的热解过程，他们利用金属酞菁和N掺杂的碳前体，成功制备出了这种催化剂。一系列原位光谱表征和密度泛函理论计算揭示了Ni-N4和Fe-N4配位结构的存在，以及相邻耦合的Fe纳米团簇的共存和电子协同作用。𐟧 𐟒ᨿ™种催化剂不仅优化了催化活性位点的电子结构，还加速了反应动力学，降低了氧电催化的能垒。因此，NiFe-N-C在锌-空气电池中表现出高功率密度、高比放电容量和超长寿命，为未来的能源科技发展铺平了新的道路！𐟌Ÿ 𐟎‰这项研究无疑为原子分散金属位点的协同电子调制提供了一种全新的策略，展现了双功能氧电催化剂设计的巨大潜力。麦立强&徐梽川的这项研究无疑为能源科学领域带来了新的希望！𐟒–

酸性电池和碱性电池哪个充电爆炸 DOI: 10.1002/adma.202300905 在可充电锌空气电池的开发中，双功能氧电催化剂的优异性能至关重要。这种催化剂能够同时进行氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER），从而实现高效的能量转换。然而，设计出具有高活性和耐久性的电催化剂是一个巨大的挑战。本研究提出了一种创新策略，通过在高度多孔的氮掺杂碳基体（Cu-Co/NC）上创建由铜钴双原子位点组成的电催化剂，来实现这一目标。这种催化剂具有丰富的可接近金属位点和最佳的几何与电子结构。实验结果和理论计算表明，Cu-Co双金属位点与金属-N4的协同效应配位诱导了不对称电荷分布，使得催化剂与氧中间体之间具有适度的吸附/解吸行为。在碱性介质中，这种电催化剂表现出非凡的双功能氧电催化活性，ORR半波电位为0.92 V，10 mA cm-2时的过电位为335 mV。此外，该催化剂在酸性（0.85 V）和中性（0.74 V）介质中也表现出出色的ORR活性。当应用于锌空气电池时，它实现了非凡的运行性能和出色的耐用性（510小时），使其成为迄今为止报道的最高效的双功能电催化剂之一。这项研究证明了孤立双金属位点的几何和电子工程对于提高电化学能源装置中双功能电催化活性的重要性。

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