稳定的双功能催化剂在碱性介质中既能有效地进行析氢反应(HER)，也能有效地进行析氧反应(OER)，可以简化碱性介质电解槽的开发。

有鉴于此，滑铁卢大学纳米技术研究院Vivek Maheshwari等人，在室温下通过自组装过程形成了一种具有可控的铂和镍纳米结构域的催化材料。

本文要点

1）展示了一种简单的基于离子的室温自组装方法来开发双功能 HER-OER 催化剂。它结合了 Pt-Ni 纳米线网络（HER 活性，直径 5-7 nm）与 Ni-Fe-普鲁士蓝类似物（Ni-Fe-PBA，OER 活性）的纳米结构域。由于协同效应和不同纳米结构域之间反应物质的有效传输，组合的复合催化剂对 HER 和 OER 均表现出优异的性能。

2）催化剂的最终结构是通过两阶段转化实现的，首先是Pt-Ni纳米结构域的形成，然后诱导Ni达到更高的氧化态。该材料在宏观尺度上具有纳米线样形态，确保了快速动力学和传质。

3）结果证明，具有紧密界面的 Pt、Ni 和 Ni²⁺ 和 Ni³⁺ 的纳米结构域对电催化剂的性能至关重要，并确保 Ni 以高氧化态存在，从而导致析氢反应 (HER) 和析氧反应（OER）活性。该催化剂对 HER 和 OER 具有低过电位和超低 Tafel 斜率，分别为 13.7 和 32 mV dec^-1，这对于高功率应用至关重要。连续运行 27 小时后，HER 过电位略微增加至 39 mV（10 mA cm^-2）。

参考文献：

Hua Fan et al. Controlled Element Specific Nanoscale Domains by Self-Assembly for High Performance Bifunctional Alkaline Water Splitting Catalyst. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202106149

https://doi.org/10.1002/adfm.202106149