木士春
[转载]木士春ACS AMI:双金属二磷化物纳米笼耦合磷掺杂碳,提高氧气和氢气的析出动力学
2019-12-25 22:07
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微著    催化计  2019.12.25

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为了满足不断增长的能源需求,寻找可持续的清洁高效能源是不可避免的。在各种可替代的能量转换策略中,由阳极析氧反应(OER)和阴极析氢反应(HER)组成的水电解已经引起了众多关注。然而,迄今为止,商用的OER和HER电催化剂是Ir/Ru基和Pt基贵金属,它们是极为稀有的。因此研发高效耐用的双功能过渡金属磷化物(TMP)电催化剂仍然是一个巨大的挑战,因为它的氧释放反应(OER)动力学相对较慢。有鉴于此,武汉理工大学木士春教授课题组通过一种非常简便的磷化方法将独特的双金属二磷化物对(FeP2-NiP2)形成球形纳米结构,并封装在磷掺杂的碳层(FeP2-NiP2@PC)中,作为一种先进的双功能电催化剂。

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本文要点


要点1. 所获得的FeP2-NiP2@PC电催化剂表现出出色的OER活性,在1 M KOH中的过电势仅为248 mV, 在0.5 M H2SO4(10 mA·cm-2)中对HER的过电势为极低的117 mV。

要点2. 此外,它对OER(60 h)和HER(20 h)具有出色的长期耐久性。与报道的电催化剂不同,在连续3000个CV加速后,其过电势降低了约10 mV。


 
要点3. 进一步的研究表明,FeP2-NiP2@PC在电催化中有利于电化学活化过程,并作为其中重要的中间体促进了氧化物和磷化物原位相转变为氢氧化物,在Fe/Ni基磷化物电催化剂上是很少直接观察到这样重要的中间体。

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Pengxia Ji, et al. Double Metal Diphosphide Pair Nanocages Coupled with P-Doped Carbon for Accelerated Oxygen and Hydrogen Evolution Kinetics. ACS Appl. Mater. Interfaces 2019.DOI: 10.1021/acsami.9b17960https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b17960

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