深大/色萨利大学Small: 有Ni又有Mo，高效催化HER和OER不发怵！双功能Mo2NiB2用于全分解水

过渡金属硼化物由于其金属导电性和良好的耐久性而被认为是有前途的水分解电催化剂。然而，目前报道的单金属和非晶多金属硼化物仅表现出一般和单功能的催化活性。

基于此，深圳大学蔡兴科、色萨利大学Panagiotis Tsiakaras等通过简单的纯元素粉末固态反应，成功合成了高度结晶的三元硼化物Mo₂NiB₂，并作为高效水电解双功能催化剂。

在碱性介质(1.0 M KOH)中，Mo₂NiB₂表现出优异的OER和HER活性，10 mA cm^-2电流密度下的OER和HER过电位分别为280 mV和160 mV，优于Ni₂B和MoB。

另外，在实际应用中，将一对(阳极和阴极)Mo₂NiB₂负载到泡沫镍上作为双功能催化剂进行整体水分解，仅需1.57 V的电池电压就能达到10 mA cm^-2的电流密度，电池电压与Pt/C||IrO₂/C相当(1.56V)，同时其还具有优良的耐用性。

实验和密度泛函理论(DFT)计算表明，Mo₂NiB₂的高OER活性归因于在电催化氧化条件下表面形成的NiO_x/MoO_x层，其中Ni原子充当催化位点。

Mo原子充当电子泵并增加Ni原子附近的电荷密度，从而稳定O物种的吸附并降低能量势垒，以在NiO_x/Mo₂NiB₂上进行OER；良好的HER活性归因于电子从Ni原子转移到Mo₂NiB₂晶格中的Mo原子，导致Mo原子的高Bader电荷和增强的H吸附能力。

该工作所提出的合成策略可用于制备具有成本效益的多金属结晶硼化物，用作为多功能电催化剂。

Ternary Mo₂NiB₂ as a Superior Bifunctional Electrocatalyst for Overall Water Splitting. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202104303

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