碱性介质中高效、稳定的无贵金属析氢(HER)电催化剂的开发仍是一个挑战。
有鉴于此,华中农业大学曹菲菲、张耕和中科院大连化物所邵志刚研究员等人,设计制备了一种Ni17W3金属间化合物与金属W互连形成的杂化材料。
本文要点
1)Ni17W3-W杂化物是通过大气和热诱导相分离策略从单相前驱体(NiWO4)制备的,这使Ni17W3-W杂化物具有丰富而紧密的界面。
2)理论计算表明,Ni17W3对被吸附的H原子具有更优的能垒,而W对水的解离具有更低的能垒,两者之间的协同作用被认为促进了HER动力学。此外,Ni17W3对被吸附的OH和H都有合适的吸附强度,因此Ni17W3本身也可以作为高活性的HER催化剂。
3)由Ni17W3-W杂化物和Ni-Fe层状双氢氧化物(LDH)分别作为阴极和阳极电催化剂组装而成的电解槽,具有优于Pt/C-IrO2基准催化剂的性能。此外,Ni17W3-W杂化物在基于固体氢氧化物交换膜的水电解槽中也能很好地工作。
总之,该工作为高性能电催化剂的设计提供了一条有希望的途径。
参考文献:
Yong‐Ke Li et al. Ni17W3–W Interconnected Hybrid Prepared by Atmosphere‐ and Thermal‐Induced Phase Separation for Efficient Electrocatalysis of Alkaline Hydrogen Evolution. Small, 2020.
DOI: 10.1002/smll.202005184
https://doi.org/10.1002/smll.202005184