SCMs|纳米片网络阵列与多层次多孔异质结协同耦合实现高效全水分解

开发高效、经济的析氧反应(OER)和析氢反应(HER)电催化剂，在绿色和清洁氢能方面具有广阔的应用前景。

近日，山东大学刘宏教授、颜世申教授和济南大学徐彩霞教授等人在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，在泡沫镍负载的多层次多孔NiZn金属间化合物/Ni异质结上原位构筑NiFeZn氢氧化物纳米片阵列(NiFeZn-OH/NiZn-Ni/NF)用作高效的OER和HER电催化剂。

首先，在泡沫镍表面构筑一层双峰多孔NiZn金属间化合物/Ni，获得最大程度的催化位点暴露，然后与FeCl₃氧化还原反应生长牢固的NiFeZn-OH纳米片阵列。由于Zn掺杂、多界面工程以及三维一体化导电骨架的协同效应，NiFeZn-OH/NiZn-Ni/NF对于OER和HER显示出低的过电势，在电流密度为50/600 mA cm⁻²时分别约为235/284 mV和73/212 mV，其Tafel斜率分别为46.1和41.1 mV dec⁻¹，在碱性介质中显示出高的催化耐久性。作为双功能催化剂，NiFeZn-OH/NiZn-Ni/NF在全水分解中达到20 mA cm⁻²仅需1.49 V (100 mA cm⁻²时需1.61 V)，且能持续、稳定运行40 h。

这项工作有助于探索设计低成本、高效的金属间化合物/多金属氢氧化物异质结电催化剂，为其在全水分解的实际应用提供启示。

文章信息

Qiuxia Zhou, Caixia Xu, Yaxin Li, et al. Synergistic coupling of NiFeZn-OH nanosheet network arrays on a hierarchical porous NiZn/Ni heterostructure for highly efficient water splitting. SCIENCE CHINA Materials, https://doi.org/10.1007/s40843-021-1926-9

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