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湖大/中大Chem. Eng. J.: 非氧陰離子調節原位鈷基異質結用于催化堿性HER

清潔能源技術，尤其是在析氫反應(HER)需要更高效的鈷基催化劑。然而，需要有效的策略調節鈷基催化劑催化活性以推動HER的實際應用。

近日，湖南大學Muhammad-Sadeeq Balogun (唐杰)、中山大學Yuwen Hu等報道了一種在具有成本效益的3D不銹鋼網狀基材上合成各種Co基異質結二維納米結構的非氧陰離子調節策略，用于在堿性介質中進行高效HER。

研究人員分別對CoO進行磷化、氮化和硫化以形成CoO-CoP(SSM/CoOP)、CoO-Co_xN(SSM/CoON)和CoO-CoS_x(SSM/CoOS)。

CoOP具有優異的HER催化性能，SSM/CoOP在10 mA cm^-2的電流密度下顯示出31 mV的最低過電位，這不僅比其相應的氧化催化劑(SSM/Co₃O₄)和直接磷化催化劑(SSM/CoP)催化劑低，在動力學上也與基準Pt-C催化劑相當。

SSM/CoOP的優異性能可歸因于以下幾點：(i)來自SSM的Fe誘導CoO和CoP之間的強電子相互作用，以及(ii)一維納米線和二維納米片雙重納米結構，可以有效增加其活性面積和活性位點的暴露，從而提高催化活性。SSM/CoOP在10 mA cm^-2時表現出268 mV的OER過電位。

組裝后的SSM/CoOP//CoOP僅需要1.57 V的總電壓即可達到10 mA cm^-2的電流密度。更重要的是，無氧策略還可以有效地擴展到SSM/CoON和SSM/CoOS。這個概念是通用的，可以應用于其他過渡金屬基電催化劑。

Non-Oxygen Anion-Regulated In situ Cobalt based Heterojunctions for Active Alkaline Hydrogen Evolution Catalysis. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.133514

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