研究掺杂过渡金属的CuCo2O4的电化学行为：对掺杂剂对氧释放反应影响的实验探索

《ChemCatChem》：Investigating the Electrochemical Behavior of Transition Metal-Doped CuCo2O4: An Experimental Exploration of Dopant Effects on Oxygen Evolution Reaction

本研究系统探究Ni、Mn、Ag、Cr、Fe等3d金属掺杂对CuCo2O4材料结构形貌及电化学性能的影响，证实掺杂成功保留立方尖晶石结构，Ni掺杂样品在50 mA cm?2电流密度下实现350 mV最低过电位，显著提升氧析出反应（OER）催化活性与稳定性。

　　

图形摘要

这项系统研究探讨了掺杂过渡金属的CuCo₂O₄材料在下一代能源应用中的潜力。研究系统评估了3d金属掺杂对材料结构、形貌和电化学性能的影响。主要结果包括：保持了立方尖晶石结构；Ni掺杂样品表现出最低的过电位，从而提升了氧进化反应（OER）性能；同时电催化活性也得到了增强。该研究为优化过渡金属氧化物在能源存储和转换技术中的应用提供了关于掺杂剂与材料性能之间关系的基础信息。

摘要

这项实验研究系统探讨了多种3d金属掺杂剂（包括Ni、Mn、Ag、Cr和Fe）对CuCo₂O₄的结构、形貌和电化学特性的影响。X射线衍射分析证实，掺杂剂成功融入材料中，且未形成其他次要相，同时保持了立方尖晶石结构。这种掺杂策略的主要目的是优化材料的氧化还原行为、电导率和氧化机制。通过循环伏安法和电化学阻抗谱等技术进行的广泛电化学评估显示，不同掺杂组合物在氧进化反应（OER）性能上存在显著差异。值得注意的是，与未掺杂的CuCo₂O₄相比，掺杂材料表现出更优的电催化活性和更高的稳定性。研究发现，d⁸（Ni）掺杂配置在50 mA cm^?2的电流密度下实现了最低的过电位（350 mV）。这些掺杂剂引起的结构变化显著改变了材料的电子构型、表面反应性和电荷转移动力学。这项研究强调了战略性掺杂CuCo₂O₄作为高效电催化剂的潜力，并为掺杂剂选择、材料性能与整体电化学性能之间的复杂关系提供了重要见解。

利益冲突

作者声明没有利益冲突