在堿性介質(zhì)中,尖晶石型Co3O4是一種很有前途的替代貴金屬基電催化劑的替代物。然而,雖然純Co3O4在陽(yáng)極水氧化中具有很高的活性,但對(duì)析氫反應(yīng)(HER)仍不活躍。近日,蘭州大學(xué)徐彩鈴教授、鄭州大學(xué)盧思宇副教授和美國(guó)馬凱特大學(xué)Jier Huang(共同通訊作者)等人報(bào)道了一種通過(guò)簡(jiǎn)單方法制備的鎳(Ni)摻雜Co3O4電催化劑(Co3-xNixO4)。圖1 催化示意圖該催化劑在原位電化學(xué)活化后表現(xiàn)出良好的HER活性和穩(wěn)定性,無(wú)論是在1 M KOH還是實(shí)際的30 wt% KOH溶液中,都可以穩(wěn)定工作超過(guò)300 h,優(yōu)于幾乎所有氧化物基電催化劑。圖2 制備與表征更重要的是,利用原位拉曼光譜和多種高分辨率電子顯微鏡技術(shù)的結(jié)合,確定Co3-xNixO4晶體的表面被還原成具有高度暴露的{110}反應(yīng)平面的相互纏繞的CoyNi1-yO納米粒子。密度泛函理論(DFT)計(jì)算進(jìn)一步證明了CoyNi1-yO中Ni摻雜的CoO組分在堿性HER過(guò)程中起主要作用,因?yàn)樵贑o-O八面體中引入Ni原子可以優(yōu)化Had和OHad中間產(chǎn)物的導(dǎo)電性,并調(diào)整其吸附/脫附自由能。圖3 催化性能In Situ?Activated Co3-xNixO4?as a Highly Active and Ultrastable Electrocatalyst for Hydrogen Generation.?ACS Catal.,?2021, DOI: 10.1021/acscatal.1c01607.https://doi.org/10.1021/acscatal.1c01607.