利用可再生能源进行水分解是一种经济和绿色的方法，对于生产高纯度氢燃料来解决目前令人担忧的能源和环境危机来说，具有重大意义。利用完整的太阳能系统生产绿色燃料的有效途径之一是开发用于整体水分解的经济高效、坚固耐用的双功能电催化剂。

近日，印度Institute of Nano Science&Technology的Kaushik Ghosh报道了通过热化学气相沉积(TCVD)和一步溶剂热工艺，成功在石墨烯−碳纳米管基体上制备出一种超亲水层状叶状Sn₄P₃，它在低过电位（析氢反应62 mV@10 mA/cm²和析氧反应169 mV@20 mA/cm²）方面表现出优异的电化学性能。

文章要点

1）在400 mA/cm²的高电流密度下，Sn₄P₃在酸性介质中用于HER具有最小的电位损失(1%)，在15天内具有优异的稳定性，这表明它在工业领域具有潜在的兼容性。

2）理论计算表明，Sn₄P₃在碳纳米管上的修饰通过在费米能区附近产生较高的态密度来调节电子结构。

3）该催化剂在1 M KOH中产生的低电压为1.482 V@10 mA/cm²，稳定性至少为65 h，具有良好的整体水分解性能。当它与硅太阳能电池耦合时，表现出无辅助太阳能驱动的水分解，8.89 mA/cm²高稳定的光电流密度至少90 h，保留率为100%，具有约10.82%的高太阳能-氢转换效率。

该催化剂揭开了纯可再生燃料生产走向无碳未来绿色能源创新的足迹。

参考文献

Sk Riyajuddin, et al, Super-Hydrophilic Leaflike Sn4P3 on the Porous Seamless Graphene−Carbon Nanotube Heterostructure as an Efficient Electrocatalyst for Solar-Driven Overall Water Splitting, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c00466

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c00466