异质结构界面对于水电解电催化剂至关重要,汕头大学鲁福身、胡良胜制备了由富硼非晶层包裹的珊瑚状多异质结构NixB/Mo0.8B3(NMB)纳米棒,并将其用于水电解。
本文要点:
1) 密度泛函理论(DFT)计算表明,NMB界面调节了钼位点的d带中心和电子结构。由于异质结处Ni、Mo和B之间的强电子耦合,大量暴露的催化活性位点,以及周围非晶层赋予的特殊亲水性,NMB催化剂具有通用pH析氢反应(HER)活性,在碱性、酸性和中性介质中达到10 mA cm−2需要的过电位(η)分别为15、26和83 mV,在碱性介质中表现出优异的析氧反应(OER)活性,即η10和η500分别为170和420 mV。
2) 独特的自支撑3D分层互连结构有助于传质,从而在≈1000 mA cm-2的HER和OER中实现450和200小时的高循环稳定性。NMB作为一种双功能催化剂,在10/100/1000 mA cm−2下具有1.45/1.56/1.85 V的超低电池电压,在水电解方面具有优异的性能,这证明了其在工业水电解应用中的巨大潜力。
Madiha Rafiq et.al NixB/Mo0.8B3 Nanorods Encapsulated by a Boron-Rich Amorphous Layer for Universal pH Water Splitting at the Ampere Level Adv. Energy Mater. 2024
https://doi.org/10.1002/aenm.202402866