Mo摻雜Ni2P電催化析氫電極取進展

據中國科學院合肥物質科學研究所報道：近jin期qi，固gu體ti所suo微wei納na技ji術shu與yu器qi件jian研yan究jiu室shi李li越yue研yan究jiu員yuan課ke題ti組zu在zai電dian催cui化hua析xi氫qing電dian極ji材cai料liao的de構gou築zhu及ji應ying用yong方fang麵mian研yan究jiu取qu得de重zhong要yao進jin展zhan，相xiang關guan研yan究jiu結jie果guo發fa表biao在zai國guo際ji期qi刊kanNanoscale (Nanoscale, 9 16674-16679 (2017))上。文章被遴選為當期的Inside back cover (圖1)。

圖1. Mo-Ni2P三維納米線陣列全pH範圍內電解水產氫的內封麵示意圖。

氫能作為無汙染的生態清潔能源，一直備受關注。電解水製氫是實現工業化、廉(lian)價(jia)製(zhi)備(bei)氫(qing)的(de)重(zhong)要(yao)手(shou)段(duan)。實(shi)現(xian)工(gong)業(ye)化(hua)電(dian)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)的(de)前(qian)提(ti)

，是(shi)獲(huo)得(de)具(ju)有(you)高(gao)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)的(de)電(dian)催(cui)化(hua)析(xi)氫(qing)電(dian)極(ji)材(cai)料(liao)。眾(zhong)所(suo)周(zhou)知(zhi)
，以(yi)鉑(bo)為(wei)代(dai)表(biao)的(de)貴(gui)金(jin)屬(shu)基(ji)催(cui)化(hua)劑(ji)在(zai)電(dian)催(cui)化(hua)條(tiao)件(jian)下(xia)具(ju)有(you)最(zui)高(gao)的(de)電(dian)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)效(xiao)率(lv)；然ran而er，其qi高gao昂ang的de價jia格ge和he稀xi缺que的de儲chu量liang嚴yan重zhong阻zu礙ai了le其qi大da規gui模mo工gong業ye化hua進jin程cheng。因yin此ci，開kai發fa具ju有you高gao催cui化hua性xing能neng的de非fei貴gui金jin屬shu催cui化hua劑ji來lai替ti代dai貴gui金jin屬shu催cui化hua劑ji
，對dui實shi現xian大da規gui模mo電dian解jie水shui製zhi氫qing具ju有you重zhong要yao的de現xian實shi意yi義yi和he廣guang泛fan的de應ying用yong前qian景jing。

在眾多非貴金屬析氫催化劑中，過渡金屬磷化物因具有低廉的成本和較高的電催化析氫活性而備受關注。尤其
，用鉬(Mo)
、鈷(Co)、鎳(Ni)等deng元yuan素su摻chan雜za的de磷lin化hua物wu構gou築zhu的de三san維wei納na米mi陣zhen列lie催cui化hua劑ji由you於yu摻chan雜za元yuan素su對dui本ben身shen磷lin化hua物wu電dian子zi結jie構gou的de調tiao控kong
，使shi固gu體ti催cui化hua劑ji表biao麵mian的de氫qing原yuan子zi吸xi附fu性xing能neng下xia降jiang，從cong而er使shi其qi析xi氫qing性xing能neng可ke與yu鉑bo相xiang媲pi美mei。然ran而er，在zai實shi際ji應ying用yong中zhong非fei貴gui金jin屬shu催cui化hua劑ji的de催cui化hua活huo性xing受shou其qi所suo處chupH環境影響極大，同時非貴金屬催化劑的穩定性也需進一步提高。

鑒於此，固體所李越研究員課題組利用NiMoO4納米線為前驅體

，經過後續的退火磷化過程
，實現了Mo摻雜Ni2P三維納米陣列的成功製備。該Mo-Ni2P納米線陣列電催化劑在不同的pH環境下 (酸性，中性，堿性) 均具有優異的電催化活性
，在pH為0、7和14的電解質溶液中達到10mA/cm2 的電流密度需要的過電位分別為64
、84和78 mV (圖2)。這表明該催化劑體係在能在寬pH環境範圍內具有高電催化活性；此外

，該催化劑體係在整個pH範圍內還具有較高的電化學穩定性。該Mo-Ni2P納米線陣列電催化劑的成功製備，將為新型、高效、穩定、廉價的非貴金屬析氫電催化劑的設計和應用提供新途徑。

圖2. Mo-Ni2P三維納米線陣列在 (a) 酸性；(b) 中性
；(c) 堿性條件下的線性掃描伏安曲線。

以上研究得到了中科院交叉團隊項目和國家自然科學基金項目資助。

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