金属原子调制异质结构用于开发高性能多功能水分解电催化剂，已被证明是一种令人振奋的解决方案。

近日，韩国全北国立大学Joong Hee Lee，Duy Thanh Tran报道了提出了一种连续的钴-钴氧化物（Co-CoO）横向异质结构，同时注入分散良好的铑(Rh)原子，包覆在导电多孔一维铜(Cu)纳米载体上（1D-Cu@Co-CoO/Rh），作为用于淡水和海水中碱性条件下的析氢反应（HER）和析氧反应（OER）电催化剂。

文章要点

1）研究人员首先通过初步生长氢氧化铜纳米针形成一维纳米Cu NWs（1D-Cu）。然后，这些纳米针在200 °C的中温下，在H₂气流下进行热还原，以去除H₂O，并留下Cu金属NW基结构。在存在丰富的Co²⁺阳离子的情况下，经过独特的电沉积步骤，1D-Cu被坚硬地附着在薄片状纳米片上，从而产生了特定的核@壳1D结构。采用化学沉积的方法在Co-CoO层表面沉积Rh原子后，1D-Cu@Co-CoO材料的独特纳米结构得到了很好的保留。

2）研究发现，均匀的Rh原子和Co-CoO异质结构在掺杂水平上的协同效应提供了丰富的多集成活性位点和良好的电荷转移，从而有效地促进了HER和OER电催化活性。

3）实验结果显示，1D-Cu@Co-CoO/Rh电催化剂在淡水和模拟海水中，过电位分别只需要107.3 mV和137.7 mV（用于HER），277.7 mV和260 mV（用于OER），即可获得到10 mA cm⁻¹的电流密度，超过了早先报道的电催化剂。

4）与基准的基于Pt/C//RuO₂的双电极电解槽相比，基于泡沫铜上的1D-Cu@Co-CoO/Rh的器件在淡水、模拟海水和天然海水中，电流密度为10 mA cm⁻²时的电池电压分别为1.62 V、1.60 V和1.70 V，并具有强大的稳定性。

这些结果表明，1D-Cu@Co-CoO/Rh是一种很有前途的淡水和海水电解制氢催化剂。

参考文献

Phan Khanh Linh Tran, et al, Highly Effective Freshwater and Seawater Electrolysis Enabled by Atomic Rh-Modulated Co-CoO Lateral Heterostructures, Small 2021

DOI: 10.1002/smll.202103826

https://doi.org/10.1002/smll.202103826