JACS：20,50,36 mV？这个性能媲美Pt的镍基电催化剂到底有何特别

研究背景

电催化析氢反应（HER）通过水分解产生高纯度和廉价的氢气，对于氢经济和可持续能源储存、运输和化工生产的发展至关重要。过去的研究表明，该过程和塔菲尔过程是 HER 中两个关键但缓慢的步骤。研究人员开发了许多不同的电催化剂来加速这些步骤，而镍基催化剂是研究更广泛的材料之一。 Ni与其他金属、氧化物、氮化物或磷化物的组合通常形成多功能异质结并显着增强氢的释放。

尽管取得了这些进展，但与铂基电催化剂相比，当前电催化剂的活性仍然需要提高，并且通常仅在较窄的pH范围内表现出催化活性。因此，开发能够在更宽的pH范围内表现出高活性的廉价催化剂仍然是一个巨大的挑战。

结果介绍

近日，北伊利诺伊大学程团队报道了镍基催化剂在HER中的最新研究成果。

本文制备了一种由纳米团簇和多晶镍纳米晶形成的非常规异质结构电催化剂。与电化学嵌锂方法不同，这种异质结构可以通过化学锂化方法形成，其中熔融的锂与负载在石墨烯或泡沫镍上的NiO颗粒发生反应。

形成的异质界面具有更清洁的表面，并具有作为强布朗斯台德碱的晶格氧物种，在中性和碱性条件下加速了该过程的H-OH分解。同时，化学锂化导致大量颗粒破碎，与Ni界面紧密结合并产生活性位点，从而促进Had-Had耦合和氢解吸。该催化剂在酸性、中性和碱性条件下均可实现10 mA cm-2的电流密度，过电位仅为20、50和36 mV。

该研究成果于2020年2月22日发表在《The 》杂志上，标题为“/Ni with Basic with Pt-like”。

文章解读

图1/Ni异质结的合成图及结构表征

图2 /XPS、拉曼和O对Ni异质结的EXAFS表征

图3/Ni异质结HER性能表征

图4 不同镍基催化剂的HER性能对比及催化剂浸出Li后的SEM图像

[文献链接]

/Ni 与 Basic 与 Pt-like

（2020 年，DOI：10.1021/jacs。）

原文链接：

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