Adv Mater：超疏气Ni纳米阵列电催化碱性HER

纳米技术

2023-08-31

虽然人们知道催化剂的表面吸附H₂气泡对电催化分解水的性能有害，但是目前人们对碱性HER电催化反应过程中H₂气泡的产生机理并不清楚。

有鉴于此，浦项科技大学Jong Kyu Kim、Yong-Tae Kim等研究表面多孔可控的纳米阵列Ni催化剂，系统的阐述纳米表面结构对催化剂表面形成H₂气泡的影响。

主要内容

（1）

改变催化剂的多孔性，能够影响表面亲水性和疏气性。当Ni催化剂的多孔度达到~52 %时，催化剂具有超疏气性（superaerophobicity），同时表现最好的HER催化活性。

（2）

研究发现，Ni催化剂的超疏气性与催化剂的有效开孔孔道结构结合，有助于H₂气泡从催化剂表面快速释放，尤其是在大电流密度电催化过程中这种效应非常显著。催化剂的超疏气性显著改善本征催化活性，比活性和质量活性。通过构筑多孔Ni阵列，并且与Pt和Cr结合，优化结合能，进一步改善电催化活性。

参考文献

Jaerim Kim, Sang-Mun Jung, Noho Lee, Kyu-Su Kim, Yong-Tae Kim, Jong Kyu Kim, Efficient Alkaline Hydrogen Evolution Reaction Using Superaerophobic Ni Nanoarrays with Accelerated H₂ Bubble Release, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202305844

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202305844