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哈工大楊敏/張國(guó)旭Chem. Eng. J.: 原位磷化和表面重構(gòu)共同助力Ni-CoP/Co2P@NC高效電催化水分解

清潔電能與化學(xué)能綜合利用有望實(shí)現(xiàn)小型化和便攜化，而電化學(xué)水分解在發(fā)電等應(yīng)用方面具有多種優(yōu)勢(shì)。然而，過高的能壘和緩慢的動(dòng)力學(xué)阻礙了水分解的能量轉(zhuǎn)換效率。

基于此，哈爾濱工業(yè)大學(xué)楊敏、張國(guó)旭等通過原位磷化和快速表面重建策略設(shè)計(jì)了具有2D/3D結(jié)構(gòu)的新型Co-Ni雙金屬磷化物(2D/3D Ni-CoP/Co₂P@NC)，用作整體水分解的有效電催化劑。

HRTEM和XPS證實(shí)了催化劑上發(fā)生原位的磷從基板擴(kuò)散。并且在電化學(xué)處理過程中，有羥基氧化鈷的生成，實(shí)現(xiàn)了表面自重建。

Ni-CoP/Co₂P@NC和Hy-Ni-CoP/Co₂P@NC在10 mA cm^-2的電流密度下的HER過電位和OER過電位分別為117 mV和272 mV。此外，對(duì)于具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性的整體水分解，僅需1.59 V的低工作電池電壓即可實(shí)現(xiàn)10 mA cm^-2的電流密度。

密度泛函理論(DFT)計(jì)算表明，缺陷NC和Ni-COP /Co₂P之間的強(qiáng)電子相互作用，以及表面構(gòu)建和CoOOH形成后，有缺陷的NC和CoOOH都有利于中間體的吸附和解吸，從而顯著提高OER催化性能。

該策略也有望用于制造用于光催化劑、電池和超級(jí)電容器應(yīng)用的其他功能材料。

In-situ Release of Phosphorus Combined with Rapid Surface Reconstruction for Co-Ni Bimetallic Phosphides Boosting Efficient Overall Water Splitting.?Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.133523

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