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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

时间：2022-05-02 来源： 浏览：

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

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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 和 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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