杨春成/宰世锋Chem. Eng. J.: Ga掺杂CoP用于碱性条件下高效电催化HER

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杨春成/宰世锋Chem. Eng. J.: Ga掺杂CoP用于碱性条件下高效电催化HER

在碱性条件下设计和制造用于析氢反应(HER)的高效电催化剂对于减少氯碱工业中的能量损失至关重要。
吉林大学杨春成、宰世锋等报道了一种超薄Ga掺杂CoP纳米片自支撑电催化剂(Ga-CoP NSs)，在碱性介质中具有优异的电催化HER性能。
杨春成/宰世锋Chem. Eng. J.: Ga掺杂CoP用于碱性条件下高效电催化HER
作者首次通DFT计算辅助电沉积和磷化处理成功制备了Ga-CoP NSs。掺杂了Ga原子后，OH对Ga-CoP的吸附强度比CoP弱，从而促进碱性介质中的HER动力学。另外，Ga掺杂后表面原子的电子重新分布，可以减弱H在CoP上的吸附。
电子从Ga转移到Co和Ga-CoP 中的P原子，显着削弱了H吸附，从而导致H的最佳吸附位点从Ga-Co变为P-Ga。综上，Ga掺杂提高了CoP的碱性HER活性，可以有效增强H2O吸附，减弱OH吸附，优化H吸附/解吸。
杨春成/宰世锋Chem. Eng. J.: Ga掺杂CoP用于碱性条件下高效电催化HER
在1.0 M KOH电解质中，电流密度为-10 mA cm-2时，Ga-CoP NSs上的过电位为44 mV，并且HER法拉第效率达到98.5%。另外，该电催化剂表现出超过50 h的长期稳定性，性能优于几乎所有基于非贵金属的HER电催化剂。
Ga doping enables superior alkaline hydrogen evolution reaction performances of CoP. Chemical Engineering Journal, 2021.DOI: 10.1016/j.cej.2021.132012
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