引入复合组元构建异质界面是提高材料电催化性能的重要途径。然而，选择合适的组分来加速碱性介质中析氢反应（HER）的基元反应速率仍然是一个挑战。

近日，深圳大学符显珠教授，湖南大学王双印教授，深圳京鲁计算科学应用研究院Xingshuai Lv报道了设计并制备了一种Ni-CeF₃-VN复合材料。

文章要点

1）研究人员采用分步合成法(原位生长-氮化处理)制备了Ni-CeF₃-VN复合电极。首先，在泡沫镍衬底上原位生长Ce-OH前驱体。在酸性条件下(金属盐的溶解)，泡沫镍被部分腐蚀，释放出Ni²⁺，用于后续的Ni-Ce材料的制备。以制备的泡沫Ni-Ce/Ni为衬底生长NiV-LDH，经氮化处理后得到最终的Ni-CeF₃-VN电极。

2）实验结果表明，Ni-CeF₃-VN复合材料在电流密度为10 mA cm⁻²时具有极低的过电位（33 mV）和较快的HER动力学速率。结合各种表征和理论计算，研究人员发现，Ni-CeF₃-VN复合材料中的双异质界面可以有效地调节Ni材料的几何结构和电子结构。尤其是，增加的活性中心和优化的吸附行为（在多步基元反应中对各种物种）大大提高了材料的HER电催化性能。

3）Ni-CeF₃-VN复合材料在与NiFe层状双氢氧化物（NiFe-LDH）组装成分水电解槽后，太阳能制氢（STH）效率可达10.34%。

本工作详细探讨了双异质界面的引入对材料的电子结构、几何结构和性能的影响，为今后多组分高效电催化剂的设计和制备提供了有效的指导。

参考文献

Peng Zhou, et al, Construction of Nickel-Based Dual Heterointerfaces towards Accelerated Alkaline Hydrogen Evolution via Boosting Multi-Step Elementary Reaction, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202104827

https://doi.org/10.1002/adfm.202104827