唯一通讯单位！西北工业大学发表Advanced Functional Materials（IF=19！）
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Advanced Functional Materials
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Rational Design of Multiple Heterostructures with Synergistic Effect for Efficient and Stable Hydrogen Evolution Toward Industrial Alkaline Water Splitting
Xiong H.; Du C.; Ma Z.; Zhi R.; Hao S.; Zhao X.; Liu Z.; Xu F.; Wang H.
Published：2024-01-01
DOI：10.1002/adfm.202402298
研究背景
在当今社会，清洁能源的重要性日益凸显，而氢气作为一种清洁能源备受关注。然而，目前工业中碱性水电解制氢的过程存在着催化活性有限和稳定性较差的问题，这给氢气生产带来了挑战。
研究内容
最近一篇发表在《Advanced Functional Materials》上的论文提出了一种新颖的方法，名为“Rational Design of Multiple Heterostructures with Synergistic Effect for Efficient and Stable Hydrogen Evolution Toward Industrial Alkaline Water Splitting”。研究人员通过在坚固的镍网电极上直接构建多重异质结构的催化层，成功解决了氢气进化反应的催化活性和稳定性问题。这些异质结构包括结晶的CoP、NiP、非晶区域以及额外的锰掺杂，显著改变了电子结构，优化了电荷传输效率；同时，通过原位表面重构的亲水性纳米片，实现了活性位点快速与电解质的湿润。研究结果表明，这种异质结构在100mAcm<sup>−2</sup>的电流密度下仅需要134mV的过电位，优于单相和未掺杂的样品，也超过了大多数报道的氢进化反应催化剂。此外，采用该异质结构作为镍网阴极的电解槽在300mAcm<sup>−2</sup>时仅需1.734V的电压，且稳定运行800小时。这一发现为制备非贵金属基氢进化反应电催化剂提供了可行的策略，具有高活性和稳定性，可用于工业水电解过程。
研究意义
这项研究的创新之处在于通过精心设计多重异质结构，成功提高了氢气进化反应的效率和稳定性，为清洁氢气生产提供了新的可能性。这不仅有助于推动清洁能源技术的发展，还为未来工业水电解过程提供了重要的指导和启示。
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