利用纳米尺寸非贵金属基材料制备的高效稳健的电催化剂用于析氧反应(OER)已经引起了广泛关注。理解各种非贵金属基纳米结构的性能差异和结构-性能关系对于优化它们的应用至关重要。近日,延世大学Yusuke Yamauchi,日本国家材料科学研究所Yunqing Kang,西安交通大学Jun Zhou等报道了包覆在CoFeP外壳内的CoP纳米颗粒(CoP/CoFeP)材料,并研究了其OER性能。
本文要点:
1)介孔结构的CoFeP外壳有效促进了物质传输,提供了丰富的活性位点,并确保了CoP和CoFeP之间的杂化界面的可及性。因此,在碱性介质中, CoP/CoFeP纳米立方体表现出卓越的析氧反应催化活性,在电流密度为10 mA cm−2时,过电位为266 mV,优于空心CoFeP纳米立方体和商业RuO2。
2)实验和理论计算研究表明,具有富含Fe掺杂外壳的CoP/CoFeP包覆结构促使CoP和CoFeP之间的电子相互作用,并加速了结构重构,暴露更多活性位点,从而提高了析氧反应的性能。
该工作提供了结构与性质关系的理解,为开发用于大规模电化学水分解和其他可再生能源技术的高效非贵金属电催化剂奠定了基础。
Lei Fu, et al. Unlocking Catalytic Potential: Encasing CoP Nanoparticles within Mesoporous CoFeP Nanocubes for Enhanced Oxygen Evolution Reaction. ACS Nano, 2023
DOI: 10.1021/acsnano.3c07270