阿卜杜拉国王科技大学张华彬教授等报道开发了一超薄W5N4覆盖层修饰Ni3N纳米粒子的纳米异质结复合物,其中双相金属氮化物的晶格排列导致内建界面电场BIEF,成为优异的催化剂。
BIEF促进界面电子分布,能够形成高价态W,在W5N4表面产生更多的暴露结合位点,加快水分子解离的速率,因此将关键决速步的能垒从1.4 eV降低至0.26 eV。
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理论计算和原位XAS光谱表征的结果表明表面W5N4是HER催化活性位点。Ni3N@W5N4实现了优异的碱性HER催化活性,10 mA cm-2电流密度的过电势仅为60 mV,在500 mA cm-2电流密度稳定工作时间达到100 h。使用Ni3N@W5N4构筑AEMWE器件能够在1 A cm-2电流密度稳定工作80 h。
参考文献
huawei huang, Liangliang xu, Shouwei Zuo, yuanfu Ren, Lu Song, chen zhou, xingkun wang, Javier Ruiz Martínez, kuowei huang, Huabin Zhang, Pioneering Built‐in Interfacial Electric Field for Enhanced Anion Exchange Membrane Water Electrolysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202414647
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/anie.202414647