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?宋禮/陳雙明Appl. Catal. B.: 自優化鐵磷氧化物電催化劑在高電流下高效穩定HER

電催化水分解是一種生成高純度氫氣的有效方法。然而，催化劑供應不足或電化學穩定性差導致電催化制氫效果不佳，這種情況在保持高電流密度下更加明顯。

中國科學技術大學宋禮、陳雙明等報道了一種可自優化的鐵磷氧化物電催化劑，能夠在高電流下高效穩定電解水析氫。

作者通過直接磷化單壁碳納米管薄膜，使用SWCNT中殘留的Fe物種作為鉚釘位點來構建一種強大的催化劑。

根據電解質不同的pH值，該薄膜可以自我優化為O-FeP_x-SWCNT(酸性)、P-Fe₂O₃-SWCNT(中性)或者P-FeOOH-SWCNT(堿性)膜催化劑。理論計算和基于同步輻射的原位/非原位光譜表明，非均相P原子能加速水分解然后作為活性中心直接參與H的吸附。

膜催化劑在較寬的pH范圍內具有優異的電催化性能。在中性條件下，催化劑在146.7 mV的電位下可以達到10 mA cm^-2的電流密度，并且能夠在125 mA cm^-2的電流密度持續工作超過一周，過電位低至300mV。另外，該催化劑還能夠電解湖水產氫。

Self-optimizing iron phosphorus oxide for stable hydrogen evolution at high current. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120559

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