堿性條件下的海水電解是一種可替代傳統(tǒng)淡水電解的方案，可用于大規(guī)?？沙掷m(xù)的高純度氫氣生產(chǎn)。然而，缺乏活性和穩(wěn)定性的電催化劑嚴(yán)重阻礙了該技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用。

因此，南開大學(xué)程方益和天津大學(xué)朱勝利等人報(bào)道了一種通過電化學(xué)脫合金制備的碳摻雜納米多孔磷化鈷(C-Co₂P)作為析氫反應(yīng)(HER)的電催化劑。

該催化劑在1 M KOH中，電流密度達(dá)10 mA cm^-2僅需30 mV的過電位，并且在含有NaCl、MgCl₂和CaCl₂混合氯化物的人造堿性海水電解質(zhì)中，大電流密度下具有優(yōu)越的催化活性和穩(wěn)定性。

實(shí)驗(yàn)分析和DFT計(jì)算表明，具有強(qiáng)電負(fù)性和小原子半徑的C原子可以調(diào)整Co₂P的電子結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致Co-H鍵減弱，從而促進(jìn)HER動(dòng)力學(xué)。

此外，C摻雜通過形成C-Had中間體引入了兩步式H傳遞途徑，從而降低了水解離的能壘。這些金屬磷化物是工業(yè)海水電解的有前途的非貴金屬催化劑，而該項(xiàng)研究也為開發(fā)海水電解大規(guī)模制氫提供了新的視角。

Electronic Structure Modulation of Nanoporous Cobalt Phosphide by Carbon Doping for Alkaline Hydrogen Evolution Reaction. Advanced Functional Materials, 2021. DOI:10.1002/adfm.202107333