不可再生燃料资源的迅速耗尽所导致的能源短缺是全球最紧迫的挑战之一。由于氢的高能量密度以及在处理过程中对环境的影响可以忽略不计，通过电化学水裂解从水中生产清洁的氢气和氧气是特别吸引人的。广泛的研究致力于开发具有成本效益的催化剂，如层状双氢氧化物、钙钛矿化合物、尖晶石化合物和过渡金属氧化物用于OER，以及硫化物、硒化物、金属碳化物、氮化物和磷化物用于HER。

然而，在实际应用中，配对两个电极反应通常需要额外的成本，归因于多个操作过程和设备集成。每一种电催化剂的pH值范围的不匹配也需要考虑，因为每一种催化剂都有自己的最佳pH范围，以使其性能最稳定和活跃。因此，具有高HER和OER活性的双功能电催化剂是解决这些实际问题的关键。

有鉴于此，东北林业大学李坚院士和谢延军教授、美国马里兰大学李腾教授等人，利用一种廉价且生态友好的木质基材，开发了一种一步煅烧方法，将Co - Ni二元纳米粒子沉积到排列整齐的木材通道中，从而形成有效的碳化木材(CW)电极(称为Co/Ni - CW)。

本文要点

1）分布均匀的Co-Ni纳米粒子是通过木材基质上的羟基与浸泡的金属阳离子之间的配位键实现的。随后，高温煅烧促进了Co-Ni纳米颗粒的成核和CW的形成。

2）通过Co-Ni纳米颗粒的均匀分布和多孔木质结构，不仅具有高活性表面积，而且电子和质量扩散路径也得到增强。因此，所制备的Co/Ni - CW在330和157 mV的低过电位下分别提供了10 mA cm^-2的析氧和析氢电流密度。

3）值得注意的是，当将木质双功能电催化剂同时用作阳极和阴极时，需要1.64 V的低电池电压才能达到10 mA cm^-2的电流密度。与双功能电催化剂中使用的大多数基材相比，木质催化剂的丰富，低成本，生态友好和易于操作的特点使其成为用于水分解和许多其他储能设备的活性且可扩展的电极。

参考文献：

Wentao Gan et al. Carbonized Wood Decorated with Cobalt‐Nickel Binary Nanoparticles as a Low‐Cost and Efficient Electrode for Water Splitting. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202010951

https://doi.org/10.1002/adfm.202010951