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王敦輝教授NML:Ni/Co3O4薄膜作為雙功能電催化劑用于高效的整體水分解

本文報道了一種電場處理策略,并將其應用于Ni/Co3O4薄膜,以開發(fā)一種新型的雙功能電催化劑。

合理設計具有優(yōu)異活性和穩(wěn)定性的析氧反應(OER)和析氫反應(HER)雙功能電催化劑具有重要意義,因為整體水分解是清潔能源可持續(xù)轉化的有前途的技術。然而,大多數(shù)電催化劑不能同時具有最佳的HER/OER活性,而且它們的電導率本來就很低,限制了整體水分解的發(fā)展。
基于此,杭州電子科技大學王敦輝教授等人報道了一種電場處理策略,并將其應用于Ni/Co3O4薄膜,以開發(fā)一種新型的雙功能電催化劑。
王敦輝教授NML:Ni/Co3O4薄膜作為雙功能電催化劑用于高效的整體水分解
在文中,通過PLD將Co3O4薄膜和Ni電極依次沉積在基板上。采用電場處理策略,在氧化膜中形成由OVs組成的穩(wěn)定導電絲,將樣品從HRS轉化為LRS,提高系統(tǒng)的導電性。在電場作用下,Ni金屬部分氧化為氧化鎳,增加了活性位點,提高了催化活性。因此,作為雙功能電催化劑,LRS樣品具有優(yōu)異的HER和OER性能,直接用作陽極和陰極催化劑時可以有效地催化整體水分解。
王敦輝教授NML:Ni/Co3O4薄膜作為雙功能電催化劑用于高效的整體水分解
經(jīng)過電場處理后,在Co3O4薄膜中形成了由氧空位組成的導電通道,使系統(tǒng)的電阻顯著降低了近2?×?104倍。同時,表面Ni金屬電極被部分氧化成氧化鎳,提高了催化活性。經(jīng)電場處理的Ni/Co3O4材料在HER、OER和整體水分解方面表現(xiàn)出超優(yōu)異的性能,其催化活性明顯優(yōu)于最先進的貴金屬催化劑(Pt/C、RuO2、和RuO2∥Pt/C對)。該工作為開發(fā)新型高效雙功能電催化劑提供了一種有效可行的方法,也有望在催化領域得到廣泛應用。
王敦輝教授NML:Ni/Co3O4薄膜作為雙功能電催化劑用于高效的整體水分解
Electric-Field-Treated Ni/Co3O4 Film as High-Performance Bifunctional Electrocatalysts for Efficient Overall Water Splitting. Nano-Micro Lett., 2022, DOI: 10.1007/s40820-022-00889-3.
https://doi.org/10.1007/s40820-022-00889-3.

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