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韩双/宗洪祥/李英奇EES: 原位磷化策略,助力FMZP4高效电催化水分解
贵金属催化剂具有最高的电催化水分解内在活性,然而,它们的高成本和稀有性极大地阻碍了贵金属电催化剂的广泛应用。过渡金属基化合物由于其丰富、协同性和通过d轨道激活H*和水的能力,是很有前途的贵金属替代品。

近日,吉林大学韩双西安交通大学宗洪祥东北师范大学李英奇等报告了一种全新的、低成本的磷酸化锌掺杂双金属(Fe/Mn)骨架(Zn-Fe/Mn@Mn-FeP, FMZP4),其具有作为高效水分解电催化剂的真正潜力。
研究人员通过连续精细化学蚀刻、热氧化和原位磷化,将Mn-FeP超薄纳米片集成在多孔ZnFe/Mn骨架的表面。具体而言,通过简单的一步化学蚀刻将Zn和Mn组分引入,产生了位于多孔双金属Fe/Mn骨架表面的巧妙纳米结构,并提供了高电导率和大的活性表面。此外,其优异的电催化性能主要归因于高导电性多孔Zn-Fe/Mn骨架的协同效应和暴露了分层超薄纳米片的充分催化活性表面。
得益于异质原子掺杂以及由多孔Zn-Fe/Mn骨架和具有分级超薄纳米片结构的原位生长磷化物(Mn-FeP)组成的自支撑电极,可提供快速电子传输和高效质量传输通道。
优化的FMZP4在10 mA cm-2电流密度下的析氢和析氧过电位分别为53 mV和184 mV,并且在电位循环测试(1000次循环)中以及在10/50 mA cm-2的80小时恒电流测量中保持完全稳定。更重要的是,它仅需1.79 V即可在碱性电解质中实现完全水分解,并表现出卓越的电化学耐久性。
In-situ phosphating of Zn-doped bimetallic skeletons as a versatile electrocatalyst for water splitting. Energy & Environmental Science, 2022. DOI: 10.1039/D1EE02764F



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