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能源危機和環境問題是當代人在生存和發展過程中面臨的重大問題。水分解是一種很有前景的能量儲存和轉換技術，可以將太陽能、風能等不穩定的可再生能源轉化為清潔的氫能。

然而，目前商業化的水分解催化劑主要是由鉑和銥等貴金屬制備的，這些貴金屬價格昂貴、稀缺，不利于大規模應用。因此，人們需要開發高效、廉價、儲量豐富的非貴金屬基催化劑來推動水分解的大規模工業。

近年來，各種過渡金屬磷化材料因其成本低、本征活性高而被證明是理想的非貴金屬水分解電催化劑。隨著納米技術的發展，合理設計和制備具有理想層次結構的新型納米催化劑被認為是優化高效電催化劑的理想策略。

基于此，華南理工大學沈葵等人證明了Cu摻雜可以增強納米尺度的柯肯達爾效應，促進非中空的CuCo向雙殼中空CoP NPs的轉變。

華南理工沈葵ACB.：強化柯肯達爾效應輔助構建雙殼空心Cu摻雜CoP納米粒子用于水分解

采用標準的三電極體系對DH-CuCo-P@NC/CC（碳布）的HER/OER性能進行了評估。在酸性和堿性介質中，DH-CuCo-P@NC/CC表現出優異的HER活性。

電流密度為10 mA cm^-2，在0.5 M H₂SO₄中的過電位為84 mV，在1 M KOH中的過電位為85 mV，僅次于商業Pt/C(分別為34和35 mV)。

結果表明，在0.5 M H₂SO₄和1 M KOH條件下，進行對比的復合材料的HER活性依次降低：H-Co-P@NC/CC (98和115 mV)、H-CuCo-P@ NC/CC (123和134 mV)和S-Co-P@NC/CC (139和162 mV)。

之后進一步評估了在1.0 M KOH電解質中本文制備的含磷復合材料，Ir/C/CC和CC的OER活性。DH-CuCo-P@NC/CC的OER活性最好，在10 mA cm^-2和100 mA cm^-2的電流密度下的過電位分別為177 mV和339 mV，均遠優于H-CuCo-P@NC/CC (240 mV和365 mV)、H-Co-P@NC/CC (291 mV和397 mV)和S-Co-P@NC/CC (304 mV和388 mV)。

考慮到DH-CuCo-P@NC/CC 在堿性溶液中具有優異的HER和OER的雙功能活性，直接使用它作為陽極和陰極進一步組裝了用于堿性全水解的簡易電解槽。

令人高興的是，自制的 DH-CuCo-P@NC/CC||DH-CuCo-P@NC/CC裝置只需要1.494 V 的非常低的電壓即可達到10 mA cm^-2的電流密度，甚至比Pt/C/CC||Ir/C/CC (1.524 V)更加優異，這表明制備錨定在碳納米片陣列上的摻Cu的雙殼中空CoP NPs是提高全水解電催化動力學的有效策略。

形成過程和機理研究表明，Cu摻雜引起的強化柯肯達爾效對形成雙殼結構至關重要。雙殼中空結構帶來更大的活性比表面積和更快的擴散路徑，增強了DH-CuCo-P@NC/CC的電催化性能。

此外，實驗和密度泛函理論計算結果都證實了部分轉化的Cu摻雜CoP增強了Cu-COOH/Cu-CoP異質結構的OER本征活性，這可以歸因于Cu摻雜以及Cu-COOH與Cu-CoP異質結構之間的協同作用。

本工作為基于強化柯肯達爾效的納米粒子在碳層等固體介質中的納米結構調整提供了新的思路，也可用于電催化、多相催化等實際應用。

Intensified Kirkendall Effect Assisted Construction of Double-Shell Hollow Cu-Doped CoP Nanoparticles Anchored by Carbon Arrays for Water Splitting, Applied Catalysis B: Environmental, 2022, DOI: 10.1016/j.apcatb.2022.122295.

https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.122295.

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