引入復(fù)合組分構(gòu)建異質(zhì)界面是提高材料電催化性能的重要途徑。然而，選擇合適的組分來(lái)加速堿性介質(zhì)中析氫反應(yīng)（HER）的基本反應(yīng)速率仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。
近日，湖南大學(xué)王雙印教授和陶李助理教授、深圳大學(xué)符顯珠教授以及深圳市JL計(jì)算科學(xué)與應(yīng)用研究所Xingshuai Lv（共同通訊作者）等人報(bào)道了一種Ni-CeF3-VN多組分材料，其表現(xiàn)出優(yōu)異的HER催化活性。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該材料在電流密度為10 mA cm-2時(shí)表現(xiàn)出33 mV的極低過(guò)電位和較快的動(dòng)力學(xué)速率。
結(jié)合各種表征和理論計(jì)算，作者發(fā)現(xiàn)Ni-VN和Ni-CeF3雙異質(zhì)界面可以有效地調(diào)節(jié)Ni材料的幾何結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)，有效地促進(jìn)OH–吸附位從Ni向VN的轉(zhuǎn)移，優(yōu)化中間H的吸附能，從而共同加速了堿性溶液中多步HER的速率，進(jìn)而導(dǎo)致與純Ni相比，其性能顯著提高。
特別是，增加的活性中心和優(yōu)化的吸附行為（對(duì)多步元素反應(yīng)中的各種物種）被證明大大提高了材料的催化性能。
此外，與NiFe層狀雙氫氧化物（NiFe-LDH）組裝成電解電池后，太陽(yáng)能電池驅(qū)動(dòng)的太陽(yáng)能制氫（STH）效率可達(dá)10.34%。
本文詳細(xì)研究了雙異質(zhì)界面（Ni-CeF3和Ni-VN）與材料HER性能之間的關(guān)系，為今后設(shè)計(jì)多組分高效電催化劑提供了有力的指導(dǎo)。
Construction of Nickel-Based Dual Heterointerfaces towards Accelerated Alkaline Hydrogen Evolution via Boosting Multi-Step Elementary Reaction. Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202104827.
https://doi.org/10.1002/adfm.202104827.
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