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電催化水分解是一種可行的制氫技術，但析氧反應(OER)緩慢動力學限制了其進一步發展和實際應用。根據最近文獻報道，具有較低工作電位的小分子氧化反應(例如甲醇氧化反應)，是具有更快動力學的OER替代反應。然而，目前阻礙該方法進一步應用的問題是催化小分子氧化反應使用的鎳基電催化劑活性和穩定性較差。

基于此，深圳大學劉建文課題組通過從NiMoO₄·0.75H₂O中選擇性溶解Mo物種，合成了一種新型Mo摻雜的含有H₂O分子的Ni(OH)₂電催化劑(LC-Ni(OH)₂·xH₂O)，并通過催化析氫耦合甲醇氧化，實現節能制氫的快速動力學和耐久性。

性能測試結果表明，所獲得的LC-Ni(OH)₂·xH₂O電催化劑表現出優異的甲醇氧化反應(MOR)活性和對增值甲酸鹽的高選擇性(特別是在工業高電流密度下)。具體而言，對于MOR，在1.39 V達到了100 mA cm^-2的電流密度，Tafel斜率為28 mV dec^-1。組裝好的雙電極電解槽產生500 mA cm^-2電流密度時的電池電壓為2.00 V，甲醇氧化為甲酸鹽的法拉第效率為90%；LC-Ni(OH)₂·xH₂O在高濃度電解液(6 M KOH)中運行50小時，性能沒有發生明顯下降。

基于密度泛函理論(DFT)計算和X射線吸收光譜(XAS)的機理研究表明，改進的動力學和耐久性主要歸因于：1.超低Ni-Ni配位，它在結構中誘導高孔隙率，增加接觸面積和促進反應；2.3D網絡結構增加了反應活性位點的密度；3.未完全溶出的Mo，加強了3D網絡框架的結合。總的來說，該研究為設計用于工業節能制氫的具有增強活性和耐久性的電催化劑提供了指導。

Coordination Effect-Promoted Durable Ni(OH)₂ for Energy-Saving Hydrogen Evolution from Water/Methanol Co-Electrocatalysis. Nano-Micro Letters, 2022. DOI: 10.1007/s40820-022-00940-3

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劉建文NML：配位效應促進Ni(OH)2在水/甲醇共電催化節能制氫

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