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楊濤Appl. Catal. B.: V與P結(jié)合，中間體吸附能大減弱。Co-VOx-P用于高效堿性水分解

電化學(xué)水分解已成為最具前景的制氫策略之一，其涉及析氫反應(yīng)(HER)和析氧反應(yīng)(OER)。然而，由于質(zhì)子耦合電子的多轉(zhuǎn)移緩慢，需要顯著的過(guò)電位才能達(dá)到較為理想的電流。鈷基化合物被認(rèn)為是最有前景的水分解電催化劑，但其催化性能有待進(jìn)一步提高。

基于此，江蘇海洋大學(xué)楊濤團(tuán)隊(duì)通過(guò)簡(jiǎn)便的兩步法直接在泡沫鎳上合成了具有納米花結(jié)構(gòu)的三元Co-VO_x-P(Co-VP)催化劑，該催化劑具有優(yōu)異的催化性能。

由于催化劑固有活性和電導(dǎo)率的增加，Co-VP催化劑顯示出優(yōu)異的OER和HER催化性能。具體而言，在1.0 M KOH溶液中，Co-VP催化劑在100 mA cm^-2電流密度下的OER過(guò)電位僅為230 mV，Tafel斜率為64 mV dec^-1；

另外，Co-VP催化劑在10 mA cm^-2電流密度下的HER過(guò)電位為98 mV，Tafel斜率為59 mV dec^-1，優(yōu)于最近報(bào)道的在堿性介質(zhì)中性能最佳的鈷基催化劑。

實(shí)驗(yàn)和密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明，在Co-VO_x-P表面上，V摻入改變了催化劑的d帶中心，金屬原子上含氧中間體的化學(xué)吸附因V摻入而大大減弱。

總的來(lái)說(shuō)，由于P和V的結(jié)合，Co-VO_x-P電催化劑顯示出改進(jìn)的內(nèi)在催化性能(增強(qiáng)的電導(dǎo)率、容易的電子轉(zhuǎn)移和良好的表面吸附強(qiáng)度)。該工作中通過(guò)結(jié)合具有高價(jià)態(tài)準(zhǔn)金屬的策略，可以擴(kuò)展到設(shè)計(jì)其他具有成本效益的電催化劑以獲得更先進(jìn)的水分解性能。

Vanadium-Phosphorus Incorporation Induced Interfacial Modification on Cobalt Catalyst and its Super Electrocatalysis for Water Splitting in Alkaline Media. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120985

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