電催化水分解被認為是獲得氫氣和實現(xiàn)碳中和能源循環(huán)的有前途的方法。作為陽極中水分解的半反應之一，析氧反應(OER)涉及多個質(zhì)子和電子的協(xié)同轉(zhuǎn)移，其緩慢的動力學而極大地阻礙了整體效率。因此，迫切需要用于OER的高活性和穩(wěn)定的電催化劑以提高能量轉(zhuǎn)換效率并降低電力成本。
近日，陜西師范大學曹睿、河南師范大學上官恩波和齊靜等通過一種逐步電化學策略來制造具有緊密異質(zhì)結(jié)構(gòu)的Co(OH)2/NiPx納米片，該催化劑具有高效的OER性能。Co(OH)2納米片作為NiPx生長的基底，產(chǎn)生豐富而緊密的異質(zhì)界面。異質(zhì)結(jié)構(gòu)受到NiPx負載的良好調(diào)節(jié)，并且在異質(zhì)結(jié)構(gòu)Co(OH)2/NiPx中Co(OH)2和NiPx兩種成分之間具有強電子相互作用，因此催化劑的特征氧化還原峰經(jīng)歷負移，大大促進了Co中心的氧化。此外，異質(zhì)結(jié)構(gòu)的Co(OH)2和NiPx納米片還表現(xiàn)出增強的電子轉(zhuǎn)移和改善的親水性以及由異質(zhì)結(jié)構(gòu)引起的電子調(diào)節(jié)和表面潤濕性改性可以增強電荷/物質(zhì)傳遞，暴露更多可用的活性位點并加速動力學。在10 mA cm-2的電流密度下，最佳的異質(zhì)結(jié)構(gòu)Co(OH)2/NiPx納米片過電位僅為236 mV，Tafel斜率為52 mV dec-1，而對應的純Co(OH)2為的過電位和Tafel斜率分別為292 mV和87 mV dec-1，異質(zhì)結(jié)構(gòu)Co(OH)2/NiPx納米片的性能甚至超過了基準Ir/C。總的來說，這項工作提供了一種制備異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米材料的新策略，對設計具有改進的OER電催化性能的催化劑起到重要的指導作用。Interfacial Engineering of Heterostructured Co(OH)2/NiPx Nanosheets for Enhanced Oxygen Evolution Reaction. Advanced Functional Materials, 2022. DOI: 10.1002/adfm.202206407
