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李玉良院士/何峰/薛玉瑞AFM：MnCo2O4/GDY的1D納米線異質(zhì)結(jié)電催化劑用于高效的整體水分解

合理設(shè)計和合成非貴金屬基電催化劑用于集成電解槽中的高效整體水分解（OWS）對于氫能的發(fā)展具有重要意義。

基于此，中國科學院化學研究所李玉良院士和何峰副研究員、山東大學薛玉瑞教授（共同通訊作者）等人報道了一種通過使用原位組裝和耦合策略，在三維（3D）碳布表面上合成了具有納米線結(jié)構(gòu)的異質(zhì)MnCo₂O₄/石墨炔陣列（NW-MnCo₂O₄/GDY）。

1D納米線陣列材料具有高比表面積和高長徑比的獨特優(yōu)勢，有可能用于電催化領(lǐng)域開發(fā)高性能催化劑。通過在MnCo₂O₄納米線表面（NW-MnCo₂O₄/GDY）原位生長GDY層來可控生長具有核-殼納米線異質(zhì)結(jié)構(gòu)的3D MnCo₂O₄/GDY電催化劑，其充分利用了GDY作為碳材料的獨特特性。

通過實驗結(jié)果表明，GDY和MnCo₂O₄之間特殊的核/殼-納米線結(jié)構(gòu)和協(xié)同相互作用可以極大提高電導(dǎo)率，促進質(zhì)量/離子傳輸和氣體排放，暴露更多的活性位點，從而提高催化效率和穩(wěn)定性。

此外，該催化劑還具有整體水分解（OWS）電催化劑的活性和長期穩(wěn)定性。由NW-MnCo₂O₄/GDY組裝的堿性水電解槽表現(xiàn)出高性能，僅需1.47和1.60 V即可分別達到10和100 mA cm^-2的電流密度，甚至優(yōu)于之前報道的電催化劑。

因此，NW-MnCo₂O₄/GDY能夠在1.0 M KOH條件下直接用作OER和HER以及OWS的有效電催化劑。本研究為新型高效OWS電解槽的合成提供了新的思路。

1D Nanowire Heterojunction Electrocatalysts of MnCo₂O₄/GDY for Efficient Overall Water Splitting. Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202107179.

https://doi.org/10.1002/adfm.202107179.

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