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同濟溫鳴Chem. Eng. J.: 用于堿性介質中高效析氫的Ni/NiFe層狀雙氧化物二維異質納米結構電催化劑

氫是一種環保且清潔的燃料資源，已被公認為傳統能源的最佳替代品之一。在各種制氫策略中，堿性介質中電化學分解水的析氫反應(HER)由于其固有的優勢(包括反應物易接近、輸出穩定和大規模生產的可行性)，是一種有效制氫的方法。

故高性能、經濟高效且穩定的電催化劑對于通過在堿性介質中分解水的析氫反應(HER)至關重要。基于此，同濟大學溫鳴等人通過相變和受控原位還原過程，在泡沫鎳(NF)上成功構建了一種獨特的異質納米結構Ni/NiFe層狀雙氧化物(Ni/NiFe-LDO)。

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由于由于納米Ni和NiFe-LDO之間的協同作用，且NiFe-LDO納米片的二維(2D)形貌可以穩定原位形成的均勻納米Ni位點。

因此在NF上制備的Ni/NiFe-LDO在1.0 M KOH溶液中HER顯示出高催化活性，僅需29 mV的極低過電位就可提供10 mA cm^-2的電流密度，實現82 mV dec^-1的Tafel斜率，并在至少24小時內保持極好的電解穩定性。

具體表征表明，納米Ni和NiFe-LDO納米片之間的協同效應有助于顯著的HER活性。在NiFe-LDO中，Fe₂O₃促進了H₂O在Ni-Fe₂O₃界面區域的吸附，有利于水的活化；

NiO為羥基吸附(^*OH)提供了活性位點，同時納米Ni位點對吸附氫中間體(H^*)有活性，以上所有都加速了Volmer-step反應中的水離解。該研究為堿性介質中的高效電化學水分解提供了一種新策略。

Two-dimensional Hetero-nanostructured Electrocatalyst of Ni/NiFe-layered Double Oxide for Highly Efficient Hydrogen Evolution Reaction in Alkaline Medium. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI:10.1016/j.cej.2021.131827

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同濟溫鳴Chem. Eng. J.: 用于堿性介質中高效析氫的Ni/NiFe層狀雙氧化物二維異質納米結構電催化劑

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