Synergizing Aliovalent Doping and Interface in Heterostructured NiV Nitride@Oxyhydroxide Core-Shell Nanosheet Arrays Enables Efficient Oxygen Evolution
納米人 Nanoyu 2021-03-10
析氧反應（OER）是水分解、可充電金屬-空氣電池、CO2轉化和燃料電池等儲能和轉換系統中的關鍵反應步驟。然而，由于其四電子轉移過程的緩慢的動力學，導致相對較大的過電位和較低的效率，從而嚴重制約了這些儲能和轉換系統的應用。因此，儲量豐富、高效的OER電催化劑長期以來一直是整個能源轉化鏈中的圣杯。
近日，新加坡國立大學John Wang，武漢理工大學木士春教授，南方科技大學何佳清教授報道了一種有效地將NiV氮化物@氫氧化物（NiVN@OOH）異質結構納米片陣列中的等價摻雜和界面結合起來的協同策略，由核殼納米結構Ni3N@Ni3VN進行原位電化學表面重構（ESR）用于提高OER動力學。
文章要點
1）優化后的NiVN@OOH具有豐富的核殼界面、垂直排列的納米薄片陣列和精確的V摻雜，具有優異的OER活性，在50 mA cmgeo-2電流密度下，具有233 mV的超低過電位，在1.47 V時的電流密度是可逆氫電極（RHE）的64倍，在240 mV過電位下的周轉頻率是Ni3N@OOH的37倍，并且在1 M KOH內具有出色的長期穩定性。
2）密度泛函理論（DFT）計算進一步表明，等價態V摻雜和界面工程的協同作用提高了鄰近氧活性位的本征OER活性。
參考文獻
Xiaorui Gao, Xin Li, Yong Yu, Zongkui Kou, Pengyan Wang, Ximeng Liu, Jie Zhang, Jiaqing He, Shichun Mu and John Wang, Synergizing Aliovalent Doping and Interface in Heterostructured NiV Nitride@Oxyhydroxide Core-Shell Nanosheet Arrays Enables Efficient Oxygen Evolution , Nano Energy, (2021)
DOI：10.1016/j.nanoen.2021.105961
https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105961