Angew.: 镍与钼的合金化显著加速碱性氢电催化

雨辰

2020-12-17

在碱性溶液中进行双功能氢电催化（氢氧化和析氢反应）是理想的，但具有挑战性。在所有可用的电催化剂中，镍基材料是碱性氢氧化的唯一非贵金属基候选材料，但通常活性较低。

有鉴于此，苏州大学李彦光教授等人，证明了Ni与Mo适当的合金化可以显著提高其电催化性能。

本文要点

1）通过两步沉淀-还原方法制备Ni₄Mo合金纳米颗粒。最终产品由5-10 nm的相互连接的纳米颗粒组成。用多种显微和光谱技术对金属间化合物性质进行了表征。

2）Ni₄Mo合金纳米粒子是通过还原钼酸盐插层的Ni(OH)₂纳米片制备的。最终产品表现出明显的氢氧化活性，超过基准Pt催化剂，并且在50 mV的超电势下具有创纪录的79 A g^-1的高比质量动力电流。此外，Ni₄Mo纳米颗粒还表现出出色的活性（在1 M KOH中于-42 mV下J = 10 mA cm^-2）和对碱性HER的稳定性。

3）实验数据通过理论模拟得到了合理的解释，结果表明，Mo与Ni合金化显著减弱了Ni的氢吸附，改善了羟基吸附，降低了水生成的反应障碍。

总之，该工作显示了镍基合金在碱性溶液中双功能氢电催化方面的巨大潜力和应用前景。

参考文献：

Miao Wang et al. Alloying Nickel with Molybdenum Significantly Accelerates Alkaline Hydrogen Electrocatalysis. Angew., 2020.

DOI: 10.1002/anie.202013047

https://doi.org/10.1002/anie.202013047