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超薄NiCo2Px纳米片与碳纳米管耦合作为高效、稳定的电解水催化剂

氢是一种很有前途的能源载体,由于其可循环利用和无污染的特点,成为化石燃料的替代品。水裂解法是生产高纯氢的有效方法;然而,由于传统的贵金属类催化剂由于价格高昂,易失活等原因不适用于大规模的工业生产。因此,设计一种非贵金属的廉价、高效稳定的催化剂是电解水产氢的关键。

刘兆清团队开发了一种基于功能化碳纳米管的自组装三维层状NiCo2Px纳米片(NiCo2Px/CNTs)的简便合成方法,以实现在1M KOH中实现全面水分解的高效且稳定的电催化剂。当电流密度为10 mA cm−2时,析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的过电位分别低至47 mV和284 mV。水电解槽的阴极和阳极均使用NiCo2Px /CNTs为电催化剂,仅仅需要1.61 V的电压即可达到10 mA cm−2的电流密度,而且整个电解池的耐久性可以达到48小时。此外,还讨论了催化机理,特别强调Ni的协同作用的效果和Co和真正的OER活跃的物种。本工作不仅建立了一种有前途的电催化剂,而且为提高金属磷化物的活性和稳定性提供了一种通用的策略。相关成果近期被发表在J. Mater. Chem. A上, 题为“Ultrathin NiCo2Px nanosheets strongly coupled with CNTs as efficient and robust electrocatalysts for overall water splitting”。

论文链接:https://doi.org/10.1039/C7TA11364A

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