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在堿性條件下設(shè)計和制造用于析氫反應(yīng)(HER)的高效電催化劑對于減少氯堿工業(yè)中的能量損失至關(guān)重要。

吉林大學(xué)楊春成、宰世鋒等報道了一種超薄Ga摻雜CoP納米片自支撐電催化劑(Ga-CoP NSs)，在堿性介質(zhì)中具有優(yōu)異的電催化HER性能。

楊春成/宰世鋒Chem. Eng. J.: Ga摻雜CoP用于堿性條件下高效電催化HER

作者首次通DFT計算輔助電沉積和磷化處理成功制備了Ga-CoP NSs。摻雜了Ga原子后，OH對Ga-CoP的吸附強(qiáng)度比CoP弱，從而促進(jìn)堿性介質(zhì)中的HER動力學(xué)。另外，Ga摻雜后表面原子的電子重新分布，可以減弱H在CoP上的吸附。

電子從Ga轉(zhuǎn)移到Co和Ga-CoP 中的P原子，顯著削弱了H吸附，從而導(dǎo)致H的最佳吸附位點(diǎn)從Ga-Co變?yōu)镻-Ga。綜上，Ga摻雜提高了CoP的堿性HER活性，可以有效增強(qiáng)H₂O吸附，減弱OH吸附，優(yōu)化H吸附/解吸。

在1.0 M KOH電解質(zhì)中，電流密度為-10 mA cm^-2時，Ga-CoP NSs上的過電位為44 mV，并且HER法拉第效率達(dá)到98.5%。另外，該電催化劑表現(xiàn)出超過50 h的長期穩(wěn)定性，性能優(yōu)于幾乎所有基于非貴金屬的HER電催化劑。

Ga doping enables superior alkaline hydrogen evolution reaction performances of CoP. Chemical Engineering Journal, 2021.DOI: 10.1016/j.cej.2021.132012

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楊春成/宰世鋒Chem. Eng. J.: Ga摻雜CoP用于堿性條件下高效電催化HER

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