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Small Methods：CoO/CoP異質結納米線陣列，協(xié)同增強堿性全水分解

電化學水分解被認為是制備高純氫(H₂)的最有效和最有前景的策略。目前，工業(yè)上電解水通常采用貴金屬基催化劑分別促進陽極析氫反應(HER)和陰極析氧反應(OER)，但是貴金屬的稀缺性、過高的價格以及顆粒團聚導致的失活限制了其的大規(guī)模應用。因此，與貴金屬基電催化劑相比，開發(fā)具有低成本、高性能的雙功能電催化劑具有重要意義。

基于此，阿爾伯塔大學王曉磊和中南大學劉廣義等在泡沫鎳上成功制備了層次結構的CoO/CoP異質結(NF/O-CoP)，其能夠在堿性條件下實現(xiàn)高效全水分解。

具體而言，這種由納米線組成的無序納米片陣列是通過水熱、在低溫下煅燒和磷化而形成的。具有一維納米線和二維納米片的層狀結構以及CoO和CoP異質結之間的協(xié)同作用使得NF/O-CoP催化劑中具有強的電子相互作用，促進了電荷轉移和增強了反應動力學。

得益于獨特的晶體結構和形態(tài)，所合成的NF/O-CoP催化劑在1 M KOH溶液中對HER和OER表現(xiàn)出卓越的電催化性能，在100 mA cm^?2(HER)和400 mA cm^?2(OER)高電流密度下的過電位分別為124 mV和312 mV，并且其還表現(xiàn)出優(yōu)異長期耐久性。

此外，當NF/O-CoP電極同時作為水分解的陽極和陰極時，水電解槽只需要1.51 V就可以達到10 mA cm^?2的電流密度，這表明其在實際應用中具有相當大的潛力。綜上，這項工作證明了利用異質結構策略和界面工程制備雙功能電催化劑的可行性，為設計低成本、高性能的雙功能電催化劑用于實際水分解提供了指導。

Synergistic Tuning of CoO/CoP Heterojunction Nanowire Arrays as Efficient Bifunctional Catalysts for Alkaline Overall Water Splitting. Small Methods, 2023. DOI: 10.1002/smtd.202300071

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