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论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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Applied Catalysis B: Environmental
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An integrated amorphous cobalt phosphoselenide electrocatalyst with high mass activity boosts alkaline overall water splitting
Shi Y.; Zhou S.; Liu J.; Zhang X.; Yin J.; Zhan T.; Yang Y.; Li G.; Lai J.; Wang L.
Published：2024-02-01
DOI：10.1016/j.apcatb.2023.123326
研究背景
水是我们生活中必不可少的资源，而水的分解可以产生氢气和氧气，这些气体可以用作燃料或能源。但是，水的分解需要大量的能量和高效的催化剂，这一直是研究者们努力解决的难题。目前，常用的催化剂是贵金属如铂和钌，但是这些贵金属的价格昂贵，不利于推广应用。因此，开发性能优良、价格便宜的非贵金属催化剂是当前研究领域的热点问题。
研究内容
在这篇论文中，研究者们通过一种双阴离子介导策略和非晶化方法构建了一个集成的非晶态钴磷硒电极（a-CoPSe），并在碱性条件下进行了水分解实验。实验结果表明，a-CoPSe 具有大的电化学活性表面积（65.9 m<sup>2</sup> g<sup>−1</sup>）和高的转化频率（TOF）值。在300 mV下，氢气发生反应（HER）的TOF值为35.7 s<sup>−1</sup>，氧气发生反应（OER）的TOF值为31.9 s<sup>−1</sup>。此外，a-CoPSe的质量活性分别为890.4 A g<sup>−1</sup><sub>Co</sub>和677.4 A g<sup>−1</sup><sub>Co</sub>，与商业化的铂（10014.6 A g<sup>−1</sup>）和RuO<sub>2</sub>（232.6 A g<sup>−1</sup>）相当。理论计算表明，磷和硒原子同时调节的平衡电荷的非晶态钴有助于H<sub>2</sub>O*、H*、OH*和OOH*吸附，从而大大促进了HER和OER动力学。
研究意义
这项研究成功地构建了一个高效、集成的非晶态钴磷硒电极，其质量活性与商业化的贵金属催化剂相当。这种催化剂的研究为开发高效、低成本的水分解技术提供了新思路和新方向。此外，这项研究还为非晶态催化剂的设计和合成提供了新的思路和方法。
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