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Ni纳米颗粒包裹在垂直N掺杂碳纳米管中的自支撑双功能电催化剂,用于有效的总水分解
Chemical Engineering Journal ( IF 15.1 ) Pub Date : 2020-10-28 , DOI: 10.1016/j.cej.2020.127531
Yu Cheng , Haoran Guo , Pengfei Yuan , Xinpan Li , Lirong Zheng , Rui Song

为了满足电化学水分解的实际要求,开发一种灵活,有效和可持续的方法,以用于氢气释放反应(HER)和氧气释放反应(OER)的可扩展生产双功能电催化剂是需要合理解决的巨大问题。在本文中,采用具有Ni泡沫和N掺杂碳层的固态扩散策略来制备多界面,自支撑和N掺杂碳纳米管(NCNT)封装的Ni纳米颗粒(NPs)阵列双功能电催化剂(NCNT-NP)。 @NF)。突出的是,该NCNT-NP @ NF具有可扩展性,可以满足应用需求,可以用作直接水分解的无粘合剂电极。最佳样品在1.0 M KOH中表现出出色的HER / OER性能,且低电势(η10)在HER(96.1 mV)和OER(240 mV)过程中在10 mA cm -2时,这要优于大多数报道的金属基电催化剂,甚至优于商用IrO 2(在10 mA cm -2时为400 mV)对于OER)。令人惊讶的是,当将这些双功能电催化剂用于双电极电解水中进行水分解时,NCNT-NP @ NF仅需要1.54 V的电池电压来驱动1.0 M KOH中的总水分解,并显示出出色的长期稳定性(150 h用于水分解)。此外,结合密度泛函理论(DFT)计算的实验表明,出色的电化学活性和稳定性主要归因于镍纳米颗粒的均匀分布,杂原子掺杂以及NCNT的区域限制效应的协同效应,从而增强了电子性能。多界面传输,所有这些因素共同加速了电催化动力学。因此,





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更新日期:2020-10-28
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