近年來，探索高活性和穩(wěn)定的過渡金屬基雙功能電催化劑引起了廣泛的研究興趣，以實(shí)現(xiàn)高固有活性、豐富的暴露活性位點(diǎn)、快速傳質(zhì)和整體水分解的強(qiáng)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

基于此，廣東工業(yè)大學(xué)施志聰教授、加拿大國家科學(xué)研究院孫書會(huì)教授和Gaixia Zhang（共同通訊作者）等人報(bào)道了將界面工程與殼層保護(hù)策略相結(jié)合，構(gòu)建了在泡沫鎳（Ni_xS_y@MnO_xH_y/NF）上作為雙功能電催化劑生長的三維（3D）核-殼Ni_xS_y@MnO_xH_y異質(zhì)結(jié)納米棒。

作者通過簡單的水熱反應(yīng)和電沉積工藝合成了Ni_xS_y@MnO_xH_y/NF。X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)光譜表明，豐富的Mn-S鍵連接Ni_xS_y@MnO_xH_y的異質(zhì)結(jié)界面，導(dǎo)致強(qiáng)電子相互作用，從而提高了析氫反應(yīng)（HER）和析氧反應(yīng)（OER）的本征活性。此外，作為一種高效的保護(hù)殼，MnO_xH_y顯著抑制了電催化劑在高電流密度下的電化學(xué)腐蝕，從而顯著提高了高電位穩(wěn)定性。

此外，3D納米棒結(jié)構(gòu)不僅暴露了豐富的活性位點(diǎn)，而且還加速了電解質(zhì)的擴(kuò)散和氣泡解吸。因此，Ni_xS_y@MnO_xH_y/NF表現(xiàn)出卓越的雙功能活性和整體水分解穩(wěn)定性，在電流密度為100和500 mA cm^-2下的OER過電位分別為326和356 mV，并且在電流密度為100 mA cm^-2下具有150 h的高穩(wěn)定性。

對(duì)于整體水分解，Ni_xS_y@MnO_xH_y/NF在電流密度為10 mA cm^-2下表現(xiàn)出1.529 V的低電池電壓，并在電流密度為100 mA cm^-2下具有出色的穩(wěn)定性100 h。該工作為通過界面工程結(jié)合殼層保護(hù)策略研究高活性和穩(wěn)定的雙功能電催化劑提供了啟示。

Interface Engineering of Ni_xS_y@MnO_xH_y Nanorods to Efficiently Enhance Overall-Water-Splitting Activity and Stability. Nano-Micro Letters, 2022, DOI: 10.1007/s40820-022-00860-2.

https://doi.org/10.1007/s40820-022-00860-2.