西北师范大学最新研究：磷掺杂镍钴氧化物（NiCo2O4）包裹在三维多级空心N掺杂碳纳米花中，作为高效双功能电催化剂，用于整体水分解
论论资讯 ｜ 2024-04-29 ｜
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Journal of Colloid and Interface Science
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Phosphorus-doped nickel cobalt oxide (NiCo<sub>2</sub>O<sub>4</sub>) wrapped in 3D hierarchical hollow N-doped carbon nanoflowers as highly efficient bifunctional electrocatalysts for overall water splitting
Tu Jibing; Zhang Mingming; Li Min; Li Min; Li Jiaxuan; Zhi Lihua
Published：2024-04-23
DOI：10.1016/j.jcis.2024.04.156
研究背景
在当今社会，能源问题一直备受关注。随着科技的不断发展，人们对于高效、经济的能源技术有着更高的需求。然而，目前在水分解领域存在着一些挑战，如何设计出成本效益高、高效的电催化剂成为了亟待解决的问题。
研究内容
近期发表在《胶体与界面科学杂志》的一项研究表明，磷掺杂的镍钴氧化物（NiCo<sub>2</sub>O<sub>4>）包裹在三维分层空心氮掺杂碳纳米花中，作为高效双功能电催化剂，可用于实现高效的整体水分解。研究采用了水热-热解-磷化方法构建了P-掺杂的NiCo<sub>2</sub>O<sub>4>纳米颗粒封装在N-掺杂碳分层空心纳米花中的结构。这种迷人的结构不仅可以作为电子传输的导电路径，同时还有效地抑制了NiCo<sub>2</sub>O<sub>4>纳米颗粒的聚集和腐蚀。此外，磷掺杂不仅调节了催化剂的电子结构配置以提高其固有活性，还增加了电化学表面积，展现了更多可访问的活性位点。由于这些特性，经过制备的P-NiCo<sub>2</sub>O<sub>4>@NCHHNFs表现出卓越的电催化性能，氧进化反应（OER）和氢进化反应（HER）的低过电位分别为283 mV和162 mV（在10 mA cm<sup>-2</sup>时）。具体而言，通过使用P-NiCo<sub>2</sub>O<sub>4>@NCHHNFs作为双功能催化剂，1.56 V的低电位（在10 mA cm<sup>-2</sup>时）足以推动整体水分解，并具有出色的耐久性。这项研究提出了一种通过异质原子掺杂构思和制备高性能催化剂的创新策略。
研究意义
这项研究为未来发展高效能源技术提供了新的思路。通过设计和制备这种高效的双功能电催化剂，不仅可以降低整体水分解的能耗，还可以提高能源转化效率。这种创新策略为电催化领域的进一步研究和应用带来了新的启示，有望推动能源技术的发展迈出更大的一步。
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