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深大/色薩利大學(xué)Small: 有Ni又有Mo，高效催化HER和OER不發(fā)怵！雙功能Mo2NiB2用于全分解水

過(guò)渡金屬硼化物由于其金屬導(dǎo)電性和良好的耐久性而被認(rèn)為是有前途的水分解電催化劑。然而，目前報(bào)道的單金屬和非晶多金屬硼化物僅表現(xiàn)出一般和單功能的催化活性。

基于此，深圳大學(xué)蔡興科、色薩利大學(xué)Panagiotis Tsiakaras等通過(guò)簡(jiǎn)單的純?cè)胤勰┕虘B(tài)反應(yīng)，成功合成了高度結(jié)晶的三元硼化物Mo₂NiB₂，并作為高效水電解雙功能催化劑。

在堿性介質(zhì)(1.0 M KOH)中，Mo₂NiB₂表現(xiàn)出優(yōu)異的OER和HER活性，10 mA cm^-2電流密度下的OER和HER過(guò)電位分別為280 mV和160 mV，優(yōu)于Ni₂B和MoB。

另外，在實(shí)際應(yīng)用中，將一對(duì)(陽(yáng)極和陰極)Mo₂NiB₂負(fù)載到泡沫鎳上作為雙功能催化劑進(jìn)行整體水分解，僅需1.57 V的電池電壓就能達(dá)到10 mA cm^-2的電流密度，電池電壓與Pt/C||IrO₂/C相當(dāng)(1.56V)，同時(shí)其還具有優(yōu)良的耐用性。

實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明，Mo₂NiB₂的高OER活性歸因于在電催化氧化條件下表面形成的NiO_x/MoO_x層，其中Ni原子充當(dāng)催化位點(diǎn)。

Mo原子充當(dāng)電子泵并增加Ni原子附近的電荷密度，從而穩(wěn)定O物種的吸附并降低能量勢(shì)壘，以在NiO_x/Mo₂NiB₂上進(jìn)行OER；良好的HER活性歸因于電子從Ni原子轉(zhuǎn)移到Mo₂NiB₂晶格中的Mo原子，導(dǎo)致Mo原子的高Bader電荷和增強(qiáng)的H吸附能力。

該工作所提出的合成策略可用于制備具有成本效益的多金屬結(jié)晶硼化物，用作為多功能電催化劑。

Ternary Mo₂NiB₂ as a Superior Bifunctional Electrocatalyst for Overall Water Splitting. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202104303

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來(lái)源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/17/736e938d5f/

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