现代社会的发展在很大程度上依赖于能源的供应，但随着化石燃料的燃烧所引发的环境问题和能源短缺的加剧，有必要寻找新的能源转换系统或可再生能源。燃料电池和金属空气电池被认为是非常具有前途的能源转换系统，但其能量转换效率低、寿命短是制约其广泛应用的主要瓶颈，这主要是由于析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)固有的缓慢动力学导致的。因此，设计制备廉价，高效和耐用的电催化剂对于促进这些可再生资源的实际应用非常必要。目前，贵金属被认为是活性最高的电催化剂，例如Pt，Ru，Ir及其合金，但是高成本，稀缺性和缺乏双功能催化活性严重阻碍了它们的商业化。过渡金属磷化物（TMP）是有前途的替代候选物。许多研究集中在电催化剂的结构设计上，以尽可能暴露催化活性位点，例如各种纳米结构的TMP，包括纳米颗粒，纳米线，纳米管和纳米棒。其中，磷化钴（CoP）具有储量丰富，价格低廉以及稳定性好等优势，但是CoP的电导率很差，严重影响了其电催化活性。
有鉴于此，深圳大学李永亮等人，充分利用MOFs的高比表面积和CoP的高活性，设计制备了性能优异的双功能电催化剂。
本文要点
1）原子层沉积(ALD)技术在MOFs纳米片表面均匀引入钴源，通过煅烧和随后磷化处理原子层沉积的六方金属-有机骨架（MOF），制备了N，P掺杂碳纳米管封装Co/CoP纳米颗粒复合材料，并将其用作电催化剂。
2）电催化性能评估表明，所制得的电催化剂达到10 mA cm-2的电流密度需要342 mV的超电势，析氧反应（OER）的Tafel斜率为74 mV dec-1，电催化性能优于氧化钌电催化剂，而且表现出比RuO2催化剂更好的催化稳定性，9h之后，电流密度仅降低10％，远小于RuO2催化剂的损失。
3）此外，其氧还原反应（ORR）的起始电势为0.93 V，遵循理想的4电子路径。经过稳定性测试后，电催化剂的电流密度保持初始值的94％，优于Pt/C催化剂。表明该电催化剂对OER和ORR具有双功能催化活性和优异的稳定性。
总之，该工作对于磷化钴/碳基电催化剂的设计制备具有重要的借鉴意义。
参考文献：
Xinxin Yang et al. Co/CoP Nanoparticles Encapsulated Within N, P-Doped Carbon Nanotubes on Nanoporous Metal-Organic Framework Nanosheets for Oxygen Reduction and Oxygen Evolution Reactions. Nanoscale Res Lett 15, 82 (2020).
DOI: 10.1186/s11671-020-03316-x
https://doi.org/10.1186/s11671-020-03316-x
