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電解海水制氫(H₂)是一種在經(jīng)濟上具有吸引力，但從根本上和技術(shù)上都具有挑戰(zhàn)性的清潔能源獲取方法。由于在實際應(yīng)用中析氫(HER)與析氯是競爭反應(yīng)，且析氧反應(yīng)(OER)穩(wěn)定性差和選擇性低，嚴重阻礙了海水電解技術(shù)。

中佛羅里達大學(xué)楊陽、匹茲堡大學(xué)王國鋒和南方科技大學(xué)谷猛等人報道了一種鐵磷雙摻雜硒化鎳納米多孔薄膜(Fe, P-NiSe₂NFs)雙功能電催化劑，能夠進行高效海水電解。

作者通過摻入Fe和P的雙摻雜效應(yīng)來改變Fe, P-NiSe₂的電子結(jié)構(gòu)和表面組成，從而提高催化劑的活性和選擇性，以實現(xiàn)高效的海水電解。

Fe離子的摻雜提高了OER的選擇性和法拉第效率(FE)。而P陰離子的摻雜通過形成含有 P-O物種鈍化層來提高導(dǎo)電性并防止硒化物的溶解。另外，F(xiàn)e摻雜劑被確定為析氫反應(yīng)的主要活性位點，同時刺激相鄰的Ni原子作為OER的活性中心。

Fe, P-NiSe₂NFs自支撐在碳布上，可直接用作海水電解槽中的雙功能催化劑，并且不受添加劑的干擾。Fe, P-NiSe₂NFs在使用天然海水作為電解質(zhì)的海水電解中表現(xiàn)出出色的活性、選擇性和穩(wěn)定性。

Fe, P-NiSe₂NFs在1.8 V下達到了工業(yè)要求的電流密度(0.8 A cm^-2)，同時實現(xiàn)超過200小時海水電解和O₂FE高于92%，性能超過了最先進的電解槽。

Dual-doping and synergism toward high-performance seawater electrolysis. Advanced Materials, 2021. DOI: 10.1002/adma.202101425

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