同济大学成功组成新式结构状空心纳米结构CoPNF电催化剂

新世纪以来氢气有望成为代替传统化石燃料的首要载体。在大规模制氢过程中，电化学水解的优越性远高于其他办法。最新的HER和OER电催化剂分别是根据Pt和RuO 2的。催化剂的本钱和资源稀缺是其使用的一个要素而且需求大力开发不含贵金属的HER和OER电催化剂。

研讨人员发现HER和OER电催化剂的结构与氢化酶类似。过渡金属磷化物已被证明是水中用于氢开释反响（HER）和氧开释反响（OER）的有期望的电催化剂。为了使两者的反响性最大化，必须在坚持反响性和防止集合的一起约束催化剂的尺度。结构状的中空纳米结构（纳米结构）供给了所需的敞开结构，并具有进入内部空间的满足通道。

结构状的中空纳米结构（纳米结构）因其大的表面积，高的表面积体积比和高的原子使用功率而著称。2014年初次报导了多面CoP纳米颗粒在酸性溶液中可促进HER的催化活性和稳定性。之后的研讨都进一步探究怎样使电化学表面积和传统纳米结构的活性最大化。

CoP NFs 的组成途径示意图。PBA：Prussian blue analogue，NCs：nanocubes, NFs：nanoframes。

同济大学研讨小组开发了一种CoP纳米结构（CoP NFs）组成的简洁新办法。这种办法组成的CoP纳米结构具有沉积，化学蚀刻和低温磷酸化过程。

在磷化处理中，过渡金属离子和氰基配体在N掺杂碳基质中转化为TMP纳米颗粒。基质阻止了TMP纳米粒子的过度生长，并供给了构成TMP所需的高电导率和稳定性，并保留了对HER和OER的双功用催化活性。当应用于全体水分化时，已预备了一种高效水电解槽，其施加的电池电压仅为1.65 V，电流密度为10 mA cm –2。

图 .CoP NFs，CoS2NFs，CoSe2NFs 和 CoTe2NFs 在 0.5 M H2SO4溶液的（A）LSV 曲线和（B）Tafel 曲线；（C）各 Co 基催化剂最佳催化活性位点处的 ΔGH*值；（D）各 Co 基催化剂最佳催化活性位点处氢吸附模型图。

空心结构状纳米结构在传质方面优于固态纳米立方体结构。在酸性介质中，此处发现的结果与最近报导的不含贵金属的电催化剂更好。

硫族化物原子的引进产生了一系列具有类似纳米结构形状的二硫代钴。新式结构状空心纳米结构CoP NF电催化剂或许初次以电化学方法比较相关CoP，CoS 2，CoSe 2和CoTe 2催化剂的HER催化反响性。

（来历：同济大学 版权属原作者 谨致谢意）