異質結構界面對于水電解電催化劑至關重要,汕頭大學魯福身、胡良勝制備了由富硼非晶層包裹的珊瑚狀多異質結構NixB/Mo0.8B3(NMB)納米棒,并將其用于水電解。
本文要點:
1) 密度泛函理論(DFT)計算表明,NMB界面調節了鉬位點的d帶中心和電子結構。由于異質結處Ni、Mo和B之間的強電子耦合,大量暴露的催化活性位點,以及周圍非晶層賦予的特殊親水性,NMB催化劑具有通用pH析氫反應(HER)活性,在堿性、酸性和中性介質中達到10 mA cm?2需要的過電位(η)分別為15、26和83 mV,在堿性介質中表現出優異的析氧反應(OER)活性,即η10和η500分別為170和420 mV。
2) 獨特的自支撐3D分層互連結構有助于傳質,從而在≈1000 mA cm-2的HER和OER中實現450和200小時的高循環穩定性。NMB作為一種雙功能催化劑,在10/100/1000 mA cm?2下具有1.45/1.56/1.85 V的超低電池電壓,在水電解方面具有優異的性能,這證明了其在工業水電解應用中的巨大潛力。
Madiha Rafiq et.al NixB/Mo0.8B3 Nanorods Encapsulated by a Boron-Rich Amorphous Layer for Universal pH Water Splitting at the Ampere Level Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202402866