JACS：CoP4位点高效碱性电解水制氢！
学术
2025-01-28 12:47
山东
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开发在碱性溶液中具有高活性和稳定性的阴极，对于推动阴离子交换膜（AEM）电解槽的商业化至关重要，但是这个目标仍然是一项重大的挑战。有鉴于此，国家纳米科学中心赵慎龙研究员等通过中温磷化剥离策略，合成了超薄碳纳米片上的原子级分散CoP4部分（CoP4-SSC）。要点1. 通过X射线吸收光谱（XAS）表征和理论计算，阐明Co-P结构的热力学形成过程。得到的CoP4-SSC电催化剂对碱性HER反应具有优异的性能，在10 mA cm-2电流密度下的过电位仅为52 mV，TOF高达23.83 s-1。要点2. 此外，使用CoP4-SSC搭建的AEM电解槽在仅1.94 V的外加电压下即可达到1 A cm-2的电流密度，在连续500 h电催化后，性能几乎无衰减。要点3. 一系列原位表征和密度泛函理论计算表明，原子级分散的Co-P能够形成[P-H···H₂O-Co]纳米界面，这个结构有利Volmer-Heyrovsky反应路径的水分子解离。
Zheng Zhou, Yixin Su, Hao Tan, Yang Wang, Qianwei Huang, Haozhu Wang, Jingyang Wang, Momoji Kubo, Zitao Ni, Yuan Kong, and Shenlong Zhao*, Atomically Dispersed Co–P Moieties via Direct Thermal Exfoliation for Alkaline Hydrogen Electrosynthesis, J. Am. Chem. Soc. 2025DOI: 10.1021/jacs.4c11788https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11788
