高效Mo-Ni5P4雙功能電催化劑的制備及其電解水性能研究

編號：FTJS10107

篇名：高效Mo-Ni5P4雙功能電催化劑的制備及其電解水性能研究

作者：高鵬 張艷平 王敏 余婉菲 李建保

關(guān)鍵詞： Ni5P4 Mo 摻雜 電催化析氫 電催化析氧 電催化全解水

機構(gòu)： 海南大學材料科學與工程學院

摘要： 電催化制氫通過析氫反應(HER)和析氧反應(OER)同時產(chǎn)生氫氣(H 2)和氧氣(O 2),是一種高效且環(huán)境友好的產(chǎn)氫方式。但現(xiàn)階段商業(yè)化的高效催化劑價格昂貴且儲量較少,限制了電解水技術(shù)的大規(guī)模應用。因此,開發(fā)低成本、高穩(wěn)定和環(huán)境友好的高效電催化劑,特別是基于非貴金屬材料的磷化物電催化劑,成為近期研究熱點。本研究通過水熱和相對較低的磷化溫度成功制備出了具有鏤空納米花結(jié)構(gòu)的Mo摻雜Ni5P4催化劑。通過X射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)和透射電子顯微鏡(TEM)對Mo-Ni5P4催化劑進行了表征,并研究了Mo-Ni5P4材料的電化學性能。研究發(fā)現(xiàn),所合成的催化劑憑借摻雜對電子結(jié)構(gòu)的改變,以及多孔納米片的大表面積優(yōu)勢,提高了HER水解離步驟的速率。在堿性電解液中,Mo負載下的Ni5P4僅需116 mV的析氫過電位就可實現(xiàn)10 mA·cm-2的電流密度,同時析氧過電位只需255 mV。在雙電極配置中僅需1.608 V的電池電壓,持續(xù)測試27 h后,催化劑仍顯示出良好的穩(wěn)定性。