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南大侯文華/南師大徐林Small: 超快室溫合成！自支撐NiFe-LDH用于大電流密度析氧

水分解是一種有前途的可持續(xù)生產(chǎn)高純度氫氣的技術(shù)，但動(dòng)力學(xué)緩慢的析氧反應(yīng)(OER)嚴(yán)重阻礙了其商業(yè)應(yīng)用。

近日，南京大學(xué)侯文華、南京師范大學(xué)徐林等報(bào)道了一種在常溫常壓下在泡沫鎳上直接生長(zhǎng)NiFe層狀雙氫氧化物(NiFe-LDH)納米片的省時(shí)和節(jié)能方法，以實(shí)現(xiàn)高效電催化OER。

NiFe-LDH納米片垂直生長(zhǎng)于泡沫鎳中并相互交叉，形成高度多孔的陣列，導(dǎo)致大量暴露的活性位點(diǎn)，降低電荷/物質(zhì)傳輸?shù)淖枇Σ⒃鰪?qiáng)機(jī)械穩(wěn)定性。

作為自支撐電催化劑，優(yōu)化后的樣品(NF@NiFe-LDH-1.5-4)在1.0 M KOH溶液中，電流密度為100 mA cm^-2時(shí)OER過(guò)電位為190 mV，顯示出優(yōu)異的大電流密度催化活性，Tafel斜率為38.1 mV dec^-1。

NF@NiFe-LDH-1.5-4優(yōu)異的OER性能和長(zhǎng)期穩(wěn)定性主要?dú)w功于高活性成分、精細(xì)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的附著力。具體而言，

1. NiFe-LDH中Ni位點(diǎn)對(duì)中間體具有適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合能，而Fe³⁺進(jìn)一步提高了其催化性能；

2. NiFe-LDH納米片陣列形成的豐富而規(guī)則的孔不僅可以顯著增加可用的活性位點(diǎn)和大的表面積，而且可以顯著降低離子擴(kuò)散距離和離子傳輸阻力；

3.NiFe-LDH納米片和泡沫鎳之間的強(qiáng)相互作用使NF@NiFe-LDH-1.5-4具有增強(qiáng)的導(dǎo)電性和機(jī)械穩(wěn)定性。

Ultrafast Room-Temperature Synthesis of Self-Supported NiFe-Layered Double Hydroxide as Large-Current-Density Oxygen Evolution Electrocatalyst. Small, 2021. DOI: 10.1002/smll.202104354

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