香港理工:Fe4.4Ni17.6Se16 NiSe催化劑可提高產氫氣效率

（a）透射電子顯微鏡（TEM）和（b）FNS /NiSe複合物的相應高分辨率TEM圖像。

（c）FNS /NiSe複合材料的Fe
，Ni和Se的明視場TEM圖像和EDX元素映射（比例尺：300微米）

廉價並且有效的水分解所產生氫氣（能源）和氧氣可以支撐未來可持續能源經濟的發展。但是，盡管水分解是一種生產氫氣的有效方法，但該反應（放氧反應
，OER）是緩慢的
，因此該反應常常需要催化劑。貴金屬（鉑）電催化劑雖然有效，但價格昂貴
，催化金屬資源匱乏。相反
，該反應的研究的重點是更豐富的催化劑替代品，如過渡金屬
，鐵（Fe）、鎳（Ni）和鈷（Co）。

來自香港理工大學及其深圳研究所的研究人員已經開發了一種基於過渡金屬硒化物的混合電極材料。

研究人員Sainan Ma和Yuen Hong Tsang解釋道：“昂貴的貴金屬基電催化劑通常用於OER，但我們提出了一種簡單的方法來生產低成本的電催化劑。”

通過多孔Fe-Ni合金泡沫的一步熱硒化工藝

，形成了混合電催化劑NiSe和Fe4.4Ni17.6Se16。利用高分辨電子顯微鏡和元素分析表明該雜化物Fe4.4Ni17.6Se16在整個NiSe中均勻分布。

研究人員說，自支撐多孔材料非常耐用，並且在堿性條件下顯示出非常有效的催化活性。在低過電位242mV和282mV的情況下，電催化劑可以分別達到100 mA cm-2 和500 mA cm-2的電流密度。這些數值與堿性電解質中OER電催化劑的大多數催化數值相比之下更突出。

Ma and Tsang指出：“Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe 複合泡沫可直接用作OER電極

，而大多數現有的電催化劑為粉末狀
，製成電極時不穩定。”

研究人員認為，Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe複合泡沫的三維多孔物理結構是其催化效果的關鍵。他們認為雜化材料中的異質界麵誘導富含金屬的缺陷，這有助於氧離子的吸收和OER的中心O-OH鍵的形成。此外
，在電化學過程中雜化物的多孔性質能夠有效地釋放產生的O2 氣泡。

Ma and Tsang說：“我們相信這種材料具有實際應用，因為與貴金屬基催化劑相比，該催化劑耐久性良好且成本相對較低。”