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水電解已被證明是生產(chǎn)清潔氫能的有效手段，并且可以通過析氫反應(yīng)(HER)和析氧反應(yīng)(OER)的活性雙功能電催化劑來加速這一過程。

天津大學(xué)杜希文、劉輝、董存庫以及李喆等報(bào)道了一種獨(dú)特的草莓狀Co₃O₄-Ag復(fù)合材料，能夠高效電催化全分解水。

天大Appl. Catal. B.: 草莓狀Co3O4-Ag雙功能催化劑用于電催化全分解水

作者利用激光燒蝕的非平衡合成方法制備出Co₃O₄-Ag，其中Co₃O₄簇嵌入Ag納米顆粒中，實(shí)現(xiàn)了Co₃O₄和Ag的巧妙相互調(diào)節(jié)。Co₃O₄通過引入拉伸應(yīng)變和低配位數(shù)促進(jìn)水解離并優(yōu)化Ag的氫吸附，進(jìn)而提升電催化HER性能。

另外，Co₃O₄中的Co (III)離子為OER的活性位點(diǎn)，并且Co (III)離子可以首先被氧化成Co (IV)離子以催化OER。Co₃O₄-Ag上電子可以從Co轉(zhuǎn)移到Ag，導(dǎo)致Co離子的價(jià)數(shù)上升，Co(III)更容易氧化和活化為Co(IV)，導(dǎo)致催化劑的高OER活性。

在1.0 M KOH溶液中，Co₃O₄-Ag在10 mA cm^-2電流密度下具有51 mV的低HER過電位。同時(shí)，從Co₃O₄到Ag的電子轉(zhuǎn)移促進(jìn)了Co₃O₄的氧化并提高了OER性能，導(dǎo)致Co₃O₄-Ag在10 mA cm^-2電流密度下的OER過電位為206 mV。

另外，Co₃O₄-Ag在10 mA cm^-2電流密度下實(shí)現(xiàn)了1.49 V的超低總水分解電位，優(yōu)于Pt/C+RuO₂對(duì)。

Strawberry-like Co₃O₄-Ag bifunctional catalyst for overall water splitting. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120658

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