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论论资讯 ｜ 2023-10-27 ｜
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Applied Catalysis B: Environmental
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Efficient electrocatalytic overall water splitting of porous 3D CoPt<sub>3</sub>/a-FCWO-NS heterostructures: Morphology modulation and interfacial engineering for the formation of crystalline-amorphous nanosheets
Wang Z.; Li S.; Zhang G.; Yu X.; Zhao Z.; Zhang Y.; Shi Y.; Zhu H.-B.; Xiao X.
Published：2024-03-01
DOI：10.1016/j.apcatb.2023.123387
研究背景
随着环保意识的不断提高，绿色氢能作为一种清洁能源备受关注。然而，实现高效的电解水制氢过程仍然存在很大的挑战。其中，电极电解质界面上的电子转移速率是制约其效率的主要因素。因此，如何设计合理的电催化剂，使其同时实现高效的氧气和氢气发生反应，成为当前研究领域的主要问题之一。
研究内容
最近，一篇名为“Efficient electrocatalytic overall water splitting of porous 3D CoPt<sub>3</sub>/a-FCWO-NS heterostructures: Morphology modulation and interfacial engineering for the formation of crystalline-amorphous nanosheets”的论文在《Applied Catalysis B: Environmental》期刊上发表。该论文通过形态调控和界面工程，制备出了一种多孔的三维CoPt<sub>3</sub>/a-FCWO-NS异质结构催化剂。研究结果表明，该催化剂在1 M KOH中仅需1.51 V即可实现10 mA cm<sup>−2</sup>的高效水分解反应，且商业1.5 V电池可以驱动其实现整体水分解，具有优异的稳定性。DFT和XPS结果揭示了CoPt<sub>3</sub>和FeCoW氧化物之间的电子转移，由于CoPt<sub>3</sub>的集合效应，其呈现出电子亏损状态，从而缓解了OER过程中的缓慢动力学。此外，基底FeCoW氧化物调制了CoPt<sub>3</sub>的D带位置，并为含氢中间体提供了适当的吸附能，使得CoPt<sub>3</sub>/a-FCWO对HER过程更加有利。
研究意义
该研究通过形态调控和界面工程，成功制备出一种高效的电催化剂，实现了同时高效的氧气和氢气发生反应。此外，该研究揭示了CoPt<sub>3</sub>和FeCoW氧化物之间的电子转移机制，为设计更高效的电催化剂提供了新思路。这些研究成果有望为绿色氢能的开发和利用提供新的技术支持，具有重要的应用价值。
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