揭示基于MOF的锰掺杂氧化铈非协同质子电子转移机制以实现优异的氧进化反应：实验评估与密度泛函理论（DFT）验证

《Small》：Unravelling the Non-Concerted Proton Electron Transfer Mechanism of MOF-Derived Manganese Incorporated Cerium Oxide for Superior Oxygen Evolution Reaction: Experimental Evaluation and DFT Validation

氧析出反应双金属催化剂碳支撑材料协同效应电解水制氢 |

　　

摘要

在水电解过程中，氧析出反应（OER）是一个关键的半电池反应，设计高性能的电催化剂对于推动可持续能源技术的发展至关重要。本文中，Ce/Mn双金属MOF通过热分解制备成了(Ce-Mn)O_x/C催化剂，该催化剂具有掺杂了Mn的CeO₂晶格，并由碳基质支撑。该催化剂在达到10 mA cm^?2电流密度时仅需要237 mV的过电势，塔菲尔（Tafel）斜率为48 mV dec^?1，且具有超过25小时的优异耐久性，性能优于许多传统的OER催化剂。通过对比(Ce-Mn)O_x/C催化剂与其组成成分Mn-PTA、Ce-PTA及其二元复合物(Ce/Mn)-PTA的性能，进一步证实了这些发现。理论研究验证了实验结果，揭示了Ce和Mn在氧化物晶格中的协同作用。当将该催化剂与Pt/C作为正极集成到完整的水分解电池中时，整个系统仅需1.57 V的电压即可实现10 mA cm²的电流密度。本研究突显了基于铈的材料在开发高性能、稳定的水电解电催化剂方面的潜力，为下一代能源转换技术的发展做出了重要贡献。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。

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