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堿性水電解有望大規(guī)模生產(chǎn)氫氣，但它遇到了高電壓和較高電流密度下穩(wěn)定性有限等挑戰(zhàn)，這主要是由于電子傳輸動(dòng)力學(xué)效率低下。

在此，德累斯頓工業(yè)大學(xué)Alexander Eychmüller，河北工業(yè)大學(xué)Xiaoming Zhang設(shè)計(jì)了一種新型鈷基金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)（Co₃Mo₃N/Co₄N/Co），具有出色的水電解性能。

文章要點(diǎn)

1）操作拉曼實(shí)驗(yàn)表明，Co₃Mo₃N/Co₄N異質(zhì)界面的形成促進(jìn)了自由水的吸附和解離，增加了用于后續(xù)氫氣生產(chǎn)的可用質(zhì)子。此外，Co₃Mo₃N/Co₄N異質(zhì)界面的電子結(jié)構(gòu)的改變優(yōu)化了界面處氮原子的ΔGH。界面氮原子和金屬相鈷之間的協(xié)同效應(yīng)為析氫反應(yīng)（HER）創(chuàng)造了高效的活性位點(diǎn)，從而提高了整體HER性能。此外，異質(zhì)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出快速的OH吸附速率，加上強(qiáng)大的吸附強(qiáng)度，從而提高析氧反應(yīng)（OER）性能。至關(guān)重要的是，金屬異質(zhì)結(jié)加速了電子傳輸，加快了上述反應(yīng)步驟并提高了水分解效率。

2）水電解槽中的Co₃Mo₃N/Co₄N/Co電催化劑具有優(yōu)異的性能，在10 mA cm^-2下具有1.58 V的低電池電壓，并且在200 mA cm^-2下100小時(shí)內(nèi)保持100%的保留，超越了Pt/C| |RuO₂電解槽。

參考文獻(xiàn)

Yuanwu Liu, et al, Cobalt-based Co3Mo3N/Co4N/Co Metallic Heterostructure as a Highly Active Electrocatalyst for Alkaline Overall Water Splitting, Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202319239

DOI: 10.1002/anie.202319239

https://doi.org/10.1002/anie.202319239