工业温度下重构决定的碱性水电解

摘要：评估在50–80°C下的碱性水电解（AWE）对工业的需求可以真正促进实际应用。在此，揭示了51.9°C下钼酸盐氧气演化反应（OER）预催化剂的热诱导完全重构（TICR）及其基本机制。通过原位低/高温拉曼光谱、外部显微镜和电子层析成像识别了动态重构过程、真实的活性物种和立体结构特征。完全重构催化剂（记作 cat.-51.9）由热力学稳定的（氧）氢氧化物纳米颗粒互联，具有丰富的边界和低结晶度。在碱性OER中，cat.-51.9在20 mA cm −2（25.0°C）下表现出低的过电位（282.3 mV）和在51.9°C下的超稳定催化（250小时，活性衰减微乎其微，仅为19.6 µV h −1）。实验观察结合理论分析确认了边界和空位的共同作用所赋予的快速催化动力学。耦合的cat.-51.9和MoO2 -Ni氢气演化阵列在51.9°C下提供了220小时的稳定电解操作。这项工作揭示了在现实条件下预催化剂的新重构现象以及CR催化剂在高温AWE中的卓越耐用性。