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設計用于降低反應勢壘和優化電子轉移途徑的高效電催化劑對電催化水分解制氫具有重要意義。目前，貴金屬Pt/Ru基催化劑分別對HER和OER表現出高的電催化活性，然而，由于Pt/Ru的稀缺性和高昂的價格，它們的大規模應用受到了阻礙。因此，開發低成本、高效、穩定的雙功能電催化劑是實現全水解實際工業應用的關鍵。

基于此，南京大學金鐘和蘇州大學Zhang keying等制造了鎳泡沫(NF)上自支撐的摻雜兩種稀土元素Y和Ce的超薄金屬有機框架(MOF)納米片陣列(NiYCe-MOF/NF)，通過構建豐富的活性位點和雙金屬協同效應增強HER和OER性能。

在Y和Ce共摻雜后，Ni-O殼層的配位數幾乎保持不變，表明結構保持完好；在引入Y和Ce后，部分電子轉移到了Ni位點，這可能是由于Ni與稀土元素相互作用引起的電子分布重排。

NiYCe-MOF表現出高度豐富的多孔結構和最高的吸收能力，導致最高的比表面積(124.6 m² g^-1)，并且NiYCe-MOF的多孔結構進一步表現出分級的多孔尺寸，從納米延伸到亞微米，平均孔徑為30 nm。這些結果表明NiYCe-MOF含有大量的中孔，有利于傳質過程。

當NiYCe-MOF/NF被用作OER電催化劑時，它在10 mA cm^-2電流密度下實現了245 mV的低過電勢和65 mV dec^-1的低Tafel斜率。此外，它還表現出出色的HER活性，在10 mA cm^-2下的HER過電位僅為136 mV。

值得注意的是，當NiYCe-MOF/NF同時用作陽極和陰極電催化劑進行整體水分解時，達到100 mA cm^-2所需的電池電壓為1.54 V，同時，NiYCe-MOF/NF在240小時耐久性測試中也表現出優異的穩定性。該項工作證明將稀土元素摻雜到MOF催化劑中能夠有效促進整體水分解，這為其他電催化領域的低成本、高效和穩定的MOF催化劑的設計和合成提供了范例。

Yttrium- and Cerium-Codoped Ultrathin Metal-Organic Framework Nanosheet Arrays for High-Efficiency Electrocatalytic Overall Water Splitting. Nano Letters, 2022. DOI: 10.1021/acs.nanolett.2c02755

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?南大/蘇大Nano Letters: Y和Ce共摻雜超薄Ni-MOF，實現高效電催化整體水分解

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