张文军/黄勃龙AFM: 含氧NiMoP纳米管阵列高效双功能催化剂用于碱性电解质中尿素辅助电催化HER

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张文军/黄勃龙AFM: 含氧NiMoP纳米管阵列高效双功能催化剂用于碱性电解质中尿素辅助电催化HER
将析氢反应(HER)与尿素氧化反应(UOR)结合是一种有前景的降低能耗的生产H2方法。然而，开发低成本、高性能的双功能电催化剂用于HER和UOR仍然是一个挑战。
香港城市大学张文军和香港理工大学黄勃龙等采用电沉积结合原位模板刻蚀的方法在泡沫镍基底上合成了含氧的磷化镍钼纳米管阵列(O-NiMoP/NF)，O-NiMoP/NF电极在碱性电解质中对HER和UOR具有高效的双功能催化活性。
张文军/黄勃龙AFM: 含氧NiMoP纳米管阵列高效双功能催化剂用于碱性电解质中尿素辅助电催化HER
在HER耦合UOR产H2系统中，由于O-NiMoP/NF电极具有优异的HER/UOR双功能活性，尿素辅助电解制氢系统槽电压显著降低，仅需1.55V就可达到50 mA cm-2的电流密度，比相同条件下传统的电解水电压低约300 mV。
张文军/黄勃龙AFM: 含氧NiMoP纳米管阵列高效双功能催化剂用于碱性电解质中尿素辅助电催化HER
密度泛函理论(DFT)计算表明，高价态的Mo原子促使Ni-3d轨道向费米能级(EF)靠拢，从而提高了Ni位点的电化学活性。
而具有富电子的P和O原子能够平衡Ni位点表面的电活性，从而起到抑制Ni-H和Ni-O过结合的作用。
Oxygen-incorporated NiMoP nanotube arrays as efficient bifunctional electrocatalysts for urea-assisted energy-saving hydrogen production in alkaline electrolyte. Advanced Functional Materials, 2021. DOI: 10.1002/adfm.202104951

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