施志聪/孙书会/张改霞Small：界面改性，超强性能！

电催化水分解生产H₂是一种能解决化石燃料的大量消耗和严重的环境问题有效方法。但是缓慢的动力学阻碍了电解水制氢的发展，因此，开发在超高电流密度下具有高活性和稳定性的双功能水分解电催化剂至关重要。

基于此，广东工业大学施志聪、加拿大国立科学研究院孙书会和张改霞等通过水热、磷化和电沉积策略，合理设计和制备了由生长在泡沫镍上的 MnO_x纳米颗粒调制的3D镍铁磷化物纳米片(MnO_x/NiFeP/NF)。

对于MnO_x/NiFeP/NF，界面修饰产生的电子耦合相互作用增强了内在活性，由3D纳米片加速反应动力学并保证大量暴露的活性位点，以及MnO_x壳保护提高耐久性。

具体而言，在1.0 M KOH 溶液中，MnO_x/NiFeP/NF在100 mA cm^-2、500 mA cm^-2和1000 mA cm^-2的高电流密度下的OER过电位分别为247 mV、296 mV和346 mV；而且在100 mA cm^-2和500 mA cm^-2时具有214 mV和255 mV的低HER过电位。

此外，MnO_x/NiFeP/NF还表现出优异的全分解水活性，其作为阳极和阴极分别在1.686 V、1.796 V和1.828 V的低电池电压下分别具有100 mA cm^-2、500 mA cm^-2和1000 mA cm^-2的电流密度。MnO_x/NiFeP/NF还具有强大的耐用性，可在500 mA cm^-2下保持100小时、150小时和120 小时分别进行HER、OER和全水分解。

更重要的是，在1000 mA cm^-2的超高电流密度下，MnO_x/NiFeP/NF的电池电压几乎可以保持70小时不变，这几乎超过了所有非贵金属电催化剂。这项工作将为通过界面修饰、3D纳米结构和外壳保护策略设计和探索用于大规模工业产H₂双功能电催化剂提供了技术指导。

MnOx-Decorated Nickel-Iron Phosphides Nanosheets: Interface Modifications for Robust Overall Water Splitting at Ultra-High Current Densities. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202105803

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/16/53fa03a90b/

施志聪/孙书会/张改霞Small：界面改性，超强性能！

相关推荐