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電化學(xué)水分解作為一種可持續(xù)的、綠色的制氫和制氧方法，受到了人們的廣泛關(guān)注。貴金屬基材料被認(rèn)為是目前最有效的水分解電催化劑，但貴金屬的稀缺性和成本高限制了它們的大規(guī)模應(yīng)用。另外，現(xiàn)有的非貴金屬電催化劑難以同時(shí)滿足高效、穩(wěn)定、低成本的要求。

因此，設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)有效的非貴金屬基電催化劑對(duì)于電催化水分解的進(jìn)一步發(fā)展具有重要意義。

基于此，英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院何冠杰和鄭州大學(xué)黃佳佳等采用一步水熱法在鎳泡沫表面合成了鈷摻雜的鉬酸鑭微花(Co-ALMO@NF)，作為水分解的雙功能電催化劑。

由于Co-ALMO@NF具有較大的活性表面、晶格缺陷和快速電荷輸運(yùn)的導(dǎo)電通道等特點(diǎn)，其電催化性能良好。在1.0 M KOH溶液中，Co-ALMO@NF分別需要349/341 mV的過(guò)電位就能實(shí)現(xiàn)以600 mA cm^?2的高電流密度進(jìn)行析氫反應(yīng)(HER)和析氧反應(yīng)(OER)。

此外，在堿性介質(zhì)中，使用Co-ALMO@NF組裝的雙電極系統(tǒng)僅需要1.52 V的低電池電壓就能達(dá)到10 mA cm^?2的電流密度，而且該系統(tǒng)具有優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算表明，Mo和Co分別是HER和OER的特定活性位點(diǎn)，通過(guò)構(gòu)建晶格缺陷增加了催化劑的活性中心和電導(dǎo)率，增強(qiáng)了電子的相互作用，加速了催化劑結(jié)構(gòu)中的電荷轉(zhuǎn)移，提高了催化劑的電催化性能。

此外，摻雜Co會(huì)使催化劑的d帶中心發(fā)生負(fù)移，從而降低吸附強(qiáng)度，從而提高了OER活性。考慮到該催化劑優(yōu)異的催化性能，以及低成本和簡(jiǎn)便的合成，Co-ALMO@NF作為一種可持續(xù)的電極材料，在工業(yè)應(yīng)用的水分解制氫方面具有很大的應(yīng)用前景。

Multilayered Molybdate Microflowers Fabricated by One-Pot Reaction for Efficient Water Splitting. Advanced Science, 2023. DOI: 10.1002/advs.202206952

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