用于氧还原反应(ORR)、析氧反应(OER)和析氢反应(HER)的三官能电催化剂是许多电化学装置的关键。

有鉴于此，澳大利亚新南威尔士大学戴黎明院士和北京化工大学Dong Liu等人，通过基质增强化学沉积法合成了具有超小Pt纳米粒子（〜2 nm）的分层结构Pt/NiO/Ni/CNT新型三功能电催化剂。

本文要点

1）首次通过将NiO和Ni通过基质增强的化学沉积法分散在CNT上，然后再经过在Ar/H₂气氛中煅烧，最后通过电流置换反应将超小的Pt纳米颗粒（NPs，〜2 nm）装饰到NiO/Ni/CNT上，从而合成了碳纳米管负载的Pt/NiO/Ni/CNT杂化催化剂。

2）制备的分层结构的Pt/NiO/Ni/CNT电催化剂具有大量的活性位点，NiO/Ni界面，Pt-Ni界面和选择性暴露的Pt（111）面，对ORR，OER和HER表现出优异的性能。

3）所得到的催化剂在碱性介质中表现出较高的ORR活性(半波电位为0.942 V)，高于基准商业Pt/C催化剂(20% wt%)，与RuO₂相似的OER活性(在10 mA cm⁻²时过电位为350 mV)。此外，新开发的Pt/NiO/Ni/CNT催化剂在酸性和碱性电解质中对HER的质量活性也优于Pt/C。Pt/NiO/Ni/CNT催化剂用于全水分解时，由两个串联的Pt/NiO/Ni/CNT空气电极的Zn-空气电池自供电，表现出优异的性能。

总之，该工作利用简便的方法从低成本材料中设计制备了可实现高效的能量转换和存储的三功能催化剂，对低成本、高性能电催化剂的开发具有重要的借鉴意义。

参考文献：

Yaru Bian et al. A facile approach to high-performance trifunctional electrocatalysts by substrate-enhanced electroless deposition of Pt/NiO/Ni on carbon nanotubes. Nanoscale, 2020.

DOI: 10.1039/D0NR03378B

https://doi.org/10.1039/D0NR03378B