利用电化学水分解技术生产高纯度氢气为环境和能源的可持续发展提供了可行的解决方案。通常，水分解包含两个半反应，即阴极析氢反应(HER，2H++ 2e-→H2)和阳极析氧反应(OER，4OH-→O2+2H2O)。然而，HER和OER的缓慢反应动力学限制了该方法的实际应用。因此，开发具有高效和稳健活性的电催化剂以促进这些反应过程至关重要。基于此，哈尔滨工业大学徐平团队报道了一种在非晶态NiMoOx纳米阵列上原位形成结晶Ni2P4O12催化剂(c-Ni2P4O12/a-NiMoOx/NF)，用于在碱性溶液中进行析氢反应(HER)和析氧反应(OER)。各种光谱研究表明，原位表面重建对于提高催化活性至关重要，其中c-Ni2P4O12/a-NiMoOx/NF在HER过程中转化为c-Ni2P4O12/a-NiMoO4；在OER过程中转化为c-Ni2P4O12/a-NiOOH。因此，c-Ni2P4O12/a-NiMoOx/NF催化剂表现出卓越的HER和OER性能。具体而言，在1.0 M KOH溶液中，该催化剂在10 mA cm-2电流密度下的HER过电位为78 mV，Tafel斜率为84 mV dec-1；其在20 mA cm-2处的OER过电位仅为250 mV，Tafel斜率为99 mV dec-1。更重要的是，c-Ni2P4O12/a-NiMoOx/NF还表现出优异的稳定性(HER，10 mA cm-2@30 h；OER，1000 CV循环后，50 mA cm-2@12 h)。
此外，研究人员采用c-Ni2P4O12/a-NiMoOx/NF作为阳极和阴极组装电解槽，该电解槽表现出优异的催化性能，仅需1.545 V的低电池电压就能产生10 mA cm-2的电流密度。得益于c-Ni2P4O12/a-NiMoOx/NF在分解水过程中的表面重构，该电解槽具有超过84小时的长期稳定性。这项工作为设计用于高效电解水的结晶无定形催化剂提供了指导。Crystalline-Amorphous Ni2P4O12/NiMoOx Nanoarrays for Alkaline Water Electrolysis: Enhanced Catalytic Activity via In Situ Surface Reconstruction. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202105972
