AM: 顺序电沉积策略制备具有双功能催化活性结构的MoO3/Ni-NiO复合电催化剂

雨辰

2020-08-20

探索丰富而高效的电催化剂对于开发水电解系统的发展至关重要。将双功能催化活性位点整合到一个多组分材料中有望大大提高全水分解性能。

有鉴于此，天津大学胡文彬教授和韩晓鹏教授等人，通过一种新颖的顺序电沉积策略，制备了非晶态的NiO纳米片耦合超细的Ni和MoO₃纳米粒子（MoO3/Ni–NiO）催化剂。

本文要点

1）合成的MoO₃/Ni-NiO复合催化剂包含两个异质结构（即，Ni–NiO和MoO₃–NiO）。合成的MoO₃/Ni-NiO复合材料具有优异的电催化性能，可分别催化析氢和析氧反应（HER/OER），催化析氢反应时在10 mA cm^-2时仅需62 mV的低电势，催化析氧反应时在100 mA cm^-2时仅需347 mV的低电势。

2）此外，MoO₃/Ni-NiO复合催化剂可在1.55 V的低电池电压下进行碱性全水分解，电流密度达到10 mA cm^-2，并具有出色的催化耐久性，大大优于贵金属催化剂和先前报道的许多材料。

3）实验和理论研究共同表明，生成的Ni–NiO和MoO₃–NiO异质结构显着降低了能垒，并充当选择性HER和OER的催化活性中心，从而协同促进了全水分解过程。

总之，该工作有助于从根本上理解异质结构相关的机理，为合理设计和定向构建用于各种催化过程的复合纳米材料提供指导。

参考文献：

Xiaopeng Li et al. Sequential Electrodeposition of Bifunctional Catalytically Active Structures in MoO₃/Ni–NiO Composite Electrocatalysts for Selective Hydrogen and Oxygen Evolution. Advanced Materials, 2020.

DOI: 10.1002/adma.202003414

https://doi.org/10.1002/adma.202003414