王双印/陶李/符显珠教授AFM：通过促进多步基本反应构建Ni基双异质界面以加速碱性HER

2023年10月12日下午7:47 • 顶刊解读

引入复合组分构建异质界面是提高材料电催化性能的重要途径。然而，选择合适的组分来加速碱性介质中析氢反应（HER）的基本反应速率仍然是一个挑战。

近日，湖南大学王双印教授和陶李助理教授、深圳大学符显珠教授以及深圳市JL计算科学与应用研究所Xingshuai Lv（共同通讯作者）等人报道了一种Ni-CeF₃-VN多组分材料，其表现出优异的HER催化活性。

实验结果表明，该材料在电流密度为10 mA cm^-2时表现出33 mV的极低过电位和较快的动力学速率。

结合各种表征和理论计算，作者发现Ni-VN和Ni-CeF₃双异质界面可以有效地调节Ni材料的几何结构和电子结构，有效地促进OH^–吸附位从Ni向VN的转移，优化中间H的吸附能，从而共同加速了碱性溶液中多步HER的速率，进而导致与纯Ni相比，其性能显著提高。

特别是，增加的活性中心和优化的吸附行为（对多步元素反应中的各种物种）被证明大大提高了材料的催化性能。

此外，与NiFe层状双氢氧化物（NiFe-LDH）组装成电解电池后，太阳能电池驱动的太阳能制氢（STH）效率可达10.34%。

本文详细研究了双异质界面（Ni-CeF₃和Ni-VN）与材料HER性能之间的关系，为今后设计多组分高效电催化剂提供了有力的指导。

Construction of Nickel-Based Dual Heterointerfaces towards Accelerated Alkaline Hydrogen Evolution via Boosting Multi-Step Elementary Reaction. Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202104827.

https://doi.org/10.1002/adfm.202104827.

王双印/陶李/符显珠教授AFM：通过促进多步基本反应构建Ni基双异质界面以加速碱性HER

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