开发用于大规模水电解的高性能且经济高效的双功能电催化剂具有重要意义，但仍然是一个巨大的挑战。大多数现有的纳米和微结构电催化剂都需要复杂的合成过程，这使得规模化生产具有极大的挑战性。

有鉴于此，美国休斯顿大学任志峰教授、Shuo Chen等人，通过将泡沫镍直接浸泡在盐酸和硝酸铁溶液中，然后进行磷化处理，合成了一种非均相的Ni₂P-Fe₂P微片。

本文要点

1）通过一种新颖的原位生长-离子交换-磷酸化方法，在商品泡沫镍上合成了自支撑的异质Ni₂P-Fe₂P（表示为Ni₂P-Fe₂P/NF）。

在其反应物中添加了优化的Fe³⁺后，这种制备的Ni₂P-Fe₂P/NF电极能够实现相对较低的过电位和对OER和HER的快速电流增长。

该双金属磷化物电催化剂在碱性淡水和海水电解质中均具有出色的双功能催化活性和大电流密度下的长期稳定性。

2）其开放，多孔和超薄（约7.4 nm）的微片结构可实现固有的高催化活性，增强的电子动力学和丰富的活性位点。此外，Ni₂P-Fe₂P微片结构以及其亲水性特征可以为电解质的扩散提供足够的空间并加速气泡的释放，从而在高电流密度下具有出色的催化活性和稳定性。

3）这种自支撑的Ni₂P-Fe₂P电催化剂得益于其高的内在活性，丰富的活性位点和出色的传递系数，对全水分解显示出极好的催化活性，在1 M KOH中需要低电压1.682和1.865 V即可达到100和500 mA cm^-2的电流密度。这种催化性能优于基准IrO₂ || Pt/C对，也使该电催化剂成为迄今为止报道的最好的双功能催化剂之一。此外，其增强的耐腐蚀性和亲水性表面使其适用于海水分解。在1M KOH的海水中，电压分别为1.811和2.004 V时，电流密度分别达到100和500 mA cm^-2，这与良好的耐用性一起证明了其在实际的海水电解中的巨大潜力。

总之，该工作为制备用于水/海水电催化的非均相金属磷化物催化剂提供了一种通用且经济的方法。

参考文献：

Libo Wu et al. Heterogeneous Bimetallic Phosphide Ni₂P‐Fe₂P as an Efficient Bifunctional Catalyst for Water/Seawater Splitting. Advanced Functional Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adfm.202006484

https://doi.org/10.1002/adfm.202006484