哈工大杨敏/张国旭Chem. Eng. J.: 原位磷化和表面重构共同助力Ni-CoP/Co2P@NC高效电催化水分解

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哈工大杨敏/张国旭Chem. Eng. J.: 原位磷化和表面重构共同助力Ni-CoP/Co2P@NC高效电催化水分解
清洁电能与化学能综合利用有望实现小型化和便携化，而电化学水分解在发电等应用方面具有多种优势。然而，过高的能垒和缓慢的动力学阻碍了水分解的能量转换效率。
基于此，哈尔滨工业大学杨敏、张国旭等通过原位磷化和快速表面重建策略设计了具有2D/3D结构的新型Co-Ni双金属磷化物(2D/3D Ni-CoP/Co2P@NC)，用作整体水分解的有效电催化剂。
哈工大杨敏/张国旭Chem. Eng. J.: 原位磷化和表面重构共同助力Ni-CoP/Co2P@NC高效电催化水分解
哈工大杨敏/张国旭Chem. Eng. J.: 原位磷化和表面重构共同助力Ni-CoP/Co2P@NC高效电催化水分解
HRTEM和XPS证实了催化剂上发生原位的磷从基板扩散。并且在电化学处理过程中，有羟基氧化钴的生成，实现了表面自重建。
Ni-CoP/Co2P@NC和Hy-Ni-CoP/Co2P@NC在10 mA cm-2的电流密度下的HER过电位和OER过电位分别为117 mV和272 mV。此外，对于具有长期稳定性的整体水分解，仅需1.59 V的低工作电池电压即可实现10 mA cm-2的电流密度。
哈工大杨敏/张国旭Chem. Eng. J.: 原位磷化和表面重构共同助力Ni-CoP/Co2P@NC高效电催化水分解
密度泛函理论(DFT)计算表明，缺陷NC和Ni-COP /Co2P之间的强电子相互作用，以及表面构建和CoOOH形成后，有缺陷的NC和CoOOH都有利于中间体的吸附和解吸，从而显着提高OER催化性能。
该策略也有望用于制造用于光催化剂、电池和超级电容器应用的其他功能材料。
In-situ Release of Phosphorus Combined with Rapid Surface Reconstruction for Co-Ni Bimetallic Phosphides Boosting Efficient Overall Water Splitting. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.133523

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