西南大学罗红群/李念兵Appl. Catal. B.：W2C负载Ni(OH)2的界面工程用于碱性HER

2023年10月10日下午9:54 • 顶刊解读

铂(Pt)作为基准HER催化剂，由于成本高、丰度低、耐久性差等问题，难以进一步应用。因此，迫切需要对设计高效、耐用的非贵重电催化剂进行深入研究。

基于此，西南大学罗红群和李念兵等报告了由Ni(OH)₂层封装的W₂C纳米线阵列组成的界面工程W₂C-Ni(OH)₂电催化剂可以在1 M KOH中提供10 mA cm^-2和100 mA cm^-2的电流密度，过电位仅为60 mV和213 mV，这不仅超过了之前报道最多的W₂C，在高电流密度下甚至优于商业Pt/C催化剂。

基于经典双功能机理的实验结果表明，Ni(OH)₂主要作为水的解离，而W₂C位点作为氢吸附和解吸的位置。

结合DFT计算的实验证据表明，主体W₂C和客体Ni(OH)₂组分之间发生了强烈的界面相互作用，这有利于优化具有羟基和氢物种能量学的界面反应性，并验证了HBE理论和双功能机制。

Ni(OH)₂的掺入促进了H₂界面区域的O吸附并为水离解提供了额外的位置，这大大改善了混合催化剂的限速Volmer步骤。

同时，降低了H^*中间体在W₂C位点的键合强度，从而促进了下一步的缔合形成H₂。该工作为构建用于碱性HER催化的其他碳化物提供了可行的途径。

Interfacial Engineering of Ni(OH)₂ on W₂C for Remarkable Alkaline Hydrogen Production. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI:10.1016/j.apcatb.2021.120818

西南大学罗红群/李念兵Appl. Catal. B.：W2C负载Ni(OH)2的界面工程用于碱性HER

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