铁钴镍基三元水滑石对水氧化反应的第一性原理研究

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• 英文论文题名：Density functional theory study of water splitting by FeCoNi-based Trinary Layered Double Hydroxides
• 论文作者：毕永民 ; 田阳 ; 李亚平
• 英文论文作者：Yongmin Bi ; Yang Tian ; Yaping Li ; State Key Laboratory of Chemical Resource Engineering ; Beijing University of Chemical Technology
• 年：2016
• 作者机构：北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室;
• 论文关键词：水氧化 ; 水滑石 ; 计算方法
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第十九分会：化学中的量子与经典动力学
• 语种：中文
• 分类号：O643.36
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第十九分会 ; 化学中的量子与经典动力学
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：242k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

随着全世界对能源的需求,人类迫切需要寻找可再生能源来代替化石燃料的燃烧。近些年来,电解水产生H_2和O_2引起了人们的广泛关注。然而,氧析出反应(OER)在动力学上是惰性的,因此需要催化剂来提高OER的反应速率,减小O_2析出的过电位。为了寻找反应活性高,稳定性好,价格低廉的催化剂,科研工作者付出了诸多努力,取得了一定的成果。比如,廉价的过渡金属的化合物就是很好的OER反应的催化剂。有最新报道指出FeCoNi基三元水滑石对氧析出反应有着优异的性能。这里,我们搭建水滑石的结构(图一)并通过密度泛函理论计算水滑石的性质和OER反应的过电位(图二)。
The increase in worldwide energy demands and rapidly depleting fossil fuel resources signify the search for sustainable and renewable energy sources.~([1]) Recently, electrochemical water splitting has been proposed to produce hydrogen and oxygen for using in energy. However, the kinetics of oxygen evolution reaction(OER) is sluggish. Thus, the catalyst is needed to accelerate the reaction and reduce the overpotential of OER. Extensive efforts have taken to develop high active, durable, and cost-effective electrocatalysts for OER.~([2]) For example, first-row transition-metal compounds are good candidates for water oxidation. A latest report demonstrates that FeNiCo trinary layered double hydroxides(FeNiCo-LDHs) shows good performance in water oxidation.~([3]) Here, we establish the LDHs structure and use computational methods to calculate the LDHs properties and the overpotentials of oxygen evolution reaction.

引文

[1]K.Srinivasu and Swapan K.Ghosh*,J.Phys.Chem.C 2012,116,5951-5956.
    [2]Ming Gong,Yanguang Li,Hailiang Wang,Hongjie Dai*.J.Am.Chem.Soc.2013,135,8452-8455.
    [3]Li Qian,Zhiyi Lu,Yaping Li,Xiaoming Sun*.Adv.Energy Mater.2015,5,1500245.