海水电解制氢是一种可持续的可再生能源转换技术，其需要高效的催化剂来应对竞争性析氯反应、氯化物腐蚀和催化剂中毒等挑战。

近日，美国休斯顿大学任志峰教授，陈硕报道了以非均相磷化钴（CoP_x，CoP-CoP₂）为核，构建了核壳结构CoP_x@FeOOH作为海水电解的高效OER催化剂。

文章要点

1）除了简单的物理混合物外，高导电性CoP_x内核和具有OER活性的FeOOH外壳的组合实现了出色的协同效应，如高导电性、大比表面积和高周转频率。同时，带负电荷的CoP_x核可以调节氢氧化物活性物种与OER中间体之间的吸收能，从而获得高本征催化活性。此外，CoP_x@FeOOH催化剂的微米网状结构和亲水性表面使其在高电流密度下具有足够的机械强度和高的传质效率。

2）实验结果显示，CoP_x@FeOOH催化剂具有高耐氯化物腐蚀性和化学稳定性，这源于热力学上稳定的CoP_x核。具体地说，在1 M KOH海水电解液中，只需要235、283和337 mV的过电位就可以分别获得10、100和500 mA cm⁻²的电流密度。此外，在电流密度为100和500 mA cm^-2的碱性海水中可连续试验80 h，不会生成次氯酸盐。

3）当与具有HER活性的CoP_x核组合时，CoP_x||CoP_x@FeOOH对只需要1.710和1.867 V的低电压即可获的达到100和1.867 mA cm^-2的电流密度，具有高的法拉第效率和长期的催化耐久性。

总体而言，这项工作展示了一种新的策略，用于设计和制备有前途的高效海水电解催化剂。

参考文献

Wu L, Y u L, McElhenny B, Xing X, Luo D, Zhang F , Bao J, Chen S, Ren Z, Rational design of core-shell-structured CoPx@FeOOH for efficient seawater electrolysis, Applied Catalysis B: Environmental (2021)

DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120256

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120256