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温和pH条件下高效持久的水氧化：磷酸-硼酸铁纳米片阵列作为非贵金属催化电极

来源: X-MOL 2017-07-25 15:23:55

清洁、高效的氢能源作为电能存储的理想载体已受到越来越多的重视。电解水制氢技术是实现将电能转换为氢载体最理想的方式。电解水包括阳极的析氧反应（OER）和阴极的析氢反应（HER）。阳极析氧动力学缓慢，需要较高的过电位才能产生较大的电流密度，导致电能转化效率低，因此需要使用催化剂以克服较大的过电位。另外，酸性和碱性电解液可能引发环境和安全问题。因此，开发在温和pH电解液中高效持久催化水氧化的非贵金属材料十分重要。

近日，四川大学化学学院的孙旭平教授（点击查看介绍）课题组在电解水阳极析氧研究领域取得了重要的进展，他们开发的原位衍生的Fe-Pi-Bi纳米片阵列在温和pH环境中具有高效的析氧催化性能。

该研究首次使用FeP纳米片阵列作为铁和磷的来源，在近中性硼酸钾电解液（0.1 M KBi）中通过阳极极化反应生成Fe-Pi-Bi纳米片阵列。作者在前期工作（Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 1064-1068）的基础上，发展了在近中性电解液中高效持久的水氧化三维催化电极。在0.1 M KBi （pH = 9.2）中，Fe-Pi-Bi纳米片阵列电极只需434 mV的过电位就能达到10 mA•cm−2。这项研究不仅为高性能的电化学水氧化提供了一种性能优异的低成本催化剂材料，还为三维铁基电极材料提供了电化学保形制备的新思路。相关成果近期发表在Inorg. Chem. 上，文章的第一作者是四川大学的硕士研究生王伟怡。

无机化学

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