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楊春成/宰世鋒Chem. Eng. J.: Ga摻雜CoP用于堿性條件下高效電催化HER

楊春成/宰世鋒Chem. Eng. J.: Ga摻雜CoP用于堿性條件下高效電催化HER

在堿性條件下設計和制造用于析氫反應(HER)的高效電催化劑對于減少氯堿工業中的能量損失至關重要。
吉林大學楊春成、宰世鋒等報道了一種超薄Ga摻雜CoP納米片自支撐電催化劑(Ga-CoP NSs),在堿性介質中具有優異的電催化HER性能。
楊春成/宰世鋒Chem. Eng. J.: Ga摻雜CoP用于堿性條件下高效電催化HER
作者首次通DFT計算輔助電沉積和磷化處理成功制備了Ga-CoP NSs。摻雜了Ga原子后,OH對Ga-CoP的吸附強度比CoP弱,從而促進堿性介質中的HER動力學。另外,Ga摻雜后表面原子的電子重新分布,可以減弱H在CoP上的吸附。
電子從Ga轉移到Co和Ga-CoP 中的P原子,顯著削弱了H吸附,從而導致H的最佳吸附位點從Ga-Co變為P-Ga。綜上,Ga摻雜提高了CoP的堿性HER活性,可以有效增強H2O吸附,減弱OH吸附,優化H吸附/解吸。
楊春成/宰世鋒Chem. Eng. J.: Ga摻雜CoP用于堿性條件下高效電催化HER
在1.0 M KOH電解質中,電流密度為-10 mA cm-2時,Ga-CoP NSs上的過電位為44 mV,并且HER法拉第效率達到98.5%。另外,該電催化劑表現出超過50 h的長期穩定性,性能優于幾乎所有基于非貴金屬的HER電催化劑。
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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