王敦辉教授NML:Ni/Co3O4薄膜作为双功能电催化剂用于高效的整体水分解

本文报道了一种电场处理策略,并将其应用于Ni/Co3O4薄膜,以开发一种新型的双功能电催化剂。

合理设计具有优异活性和稳定性的析氧反应(OER)和析氢反应(HER)双功能电催化剂具有重要意义,因为整体水分解是清洁能源可持续转化的有前途的技术。然而,大多数电催化剂不能同时具有最佳的HER/OER活性,而且它们的电导率本来就很低,限制了整体水分解的发展。
基于此,杭州电子科技大学王敦辉教授等人报道了一种电场处理策略,并将其应用于Ni/Co3O4薄膜,以开发一种新型的双功能电催化剂。
王敦辉教授NML:Ni/Co3O4薄膜作为双功能电催化剂用于高效的整体水分解
在文中,通过PLD将Co3O4薄膜和Ni电极依次沉积在基板上。采用电场处理策略,在氧化膜中形成由OVs组成的稳定导电丝,将样品从HRS转化为LRS,提高系统的导电性。在电场作用下,Ni金属部分氧化为氧化镍,增加了活性位点,提高了催化活性。因此,作为双功能电催化剂,LRS样品具有优异的HER和OER性能,直接用作阳极和阴极催化剂时可以有效地催化整体水分解。
王敦辉教授NML:Ni/Co3O4薄膜作为双功能电催化剂用于高效的整体水分解
经过电场处理后,在Co3O4薄膜中形成了由氧空位组成的导电通道,使系统的电阻显着降低了近2 × 104倍。同时,表面Ni金属电极被部分氧化成氧化镍,提高了催化活性。经电场处理的Ni/Co3O4材料在HER、OER和整体水分解方面表现出超优异的性能,其催化活性明显优于最先进的贵金属催化剂(Pt/C、RuO2、和RuO2ǁPt/C对)。该工作为开发新型高效双功能电催化剂提供了一种有效可行的方法,也有望在催化领域得到广泛应用。
王敦辉教授NML:Ni/Co3O4薄膜作为双功能电催化剂用于高效的整体水分解
Electric-Field-Treated Ni/Co3O4 Film as High-Performance Bifunctional Electrocatalysts for Efficient Overall Water Splitting. Nano-Micro Lett., 2022, DOI: 10.1007/s40820-022-00889-3.
https://doi.org/10.1007/s40820-022-00889-3.

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