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同濟(jì)溫鳴CEJ：集成CoNiSe2納米棒陣列的N摻雜海綿狀碳球上用于高效電催化析氫反應(yīng)

開發(fā)高效、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)的電催化劑用于利用海水進(jìn)行析氫反應(yīng)以產(chǎn)生可持續(xù)清潔能源是一個(gè)十分關(guān)鍵問題。

同濟(jì)大學(xué)化學(xué)科學(xué)與工程學(xué)院溫鳴教授等人采用連續(xù)超聲噴霧熱解（USP）和溶劑熱-水熱硒化（SHS）工藝，設(shè)計(jì)并合成出一種獨(dú)特的將分層納米結(jié)構(gòu)CoNiSe₂納米棒陣列（NRAs）集成在N摻雜海綿狀碳球（N-SSCSs）上的催化劑。

由于CoNiSe₂ NRAs的HER活性和N-SSCSs的有效電子轉(zhuǎn)移和離子擴(kuò)散途徑，CoNiSe₂/N-SSCSs納米復(fù)合材料在堿性電解質(zhì)和模擬海水的電解質(zhì)中都表現(xiàn)出高度穩(wěn)定的HER電催化性能。

在1.0 M KOH條件下，10 mA cm^-2條件下，過電位低至88 mV, Tafel斜率為83 mV dec^-1，與商用Pt/C電極（η₁₀ = 35 mV, b = 58 mV dec^-1）相當(dāng)。

Co和Ni原子之間的協(xié)同效應(yīng)有效地調(diào)節(jié)了H_ads吸附的吉布斯自由能和Volmer步驟中水解的自由能。合成的CoNiSe₂/N-SSCSs電催化劑在堿性電解質(zhì)和模擬海水的電解質(zhì)中對(duì)HER表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化性能和良好的穩(wěn)定性。

這項(xiàng)工作為堿性電解質(zhì)和海水中的電催化HER提供了一個(gè)新的思路。

Integrating CoNiSe₂ nanorod-arrays onto N-doped sea-sponge-C spheres for highly efficient electrocatalysis of hydrogen evolution reaction, Chem. Eng. J., 2022, DOI：10.1016/j.cej.2022.137335

https://doi.org/10.1016/j.cej.2022.137335.

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