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開(kāi)發(fā)在堿性溶液中具有高活性和穩(wěn)定性的陰極，對(duì)于推動(dòng)陰離子交換膜（AEM）電解槽的商業(yè)化至關(guān)重要，但是這個(gè)目標(biāo)仍然是一項(xiàng)重大的挑戰(zhàn)。

有鑒于此，國(guó)家納米科學(xué)中心趙慎龍研究員等通過(guò)中溫磷化剝離策略，合成了超薄碳納米片上的原子級(jí)分散CoP₄部分（CoP₄-SSC）。

本文要點(diǎn)：

（1）

通過(guò)X射線吸收光譜（XAS）表征和理論計(jì)算，闡明Co-P結(jié)構(gòu)的熱力學(xué)形成過(guò)程。得到的CoP₄-SSC電催化劑對(duì)堿性HER反應(yīng)具有優(yōu)異的性能，在10 mA cm^-2電流密度下的過(guò)電位僅為52 mV，TOF高達(dá)23.83 s^-1。

此外，使用CoP₄-SSC搭建的AEM電解槽在僅1.94 V的外加電壓下即可達(dá)到1 A cm^-2的電流密度，在連續(xù)500 h電催化后，性能幾乎無(wú)衰減。

（2）

一系列原位表征和密度泛函理論計(jì)算表明，原子級(jí)分散的Co-P能夠形成[P-H···H?O-Co]納米界面，這個(gè)結(jié)構(gòu)有利Volmer-Heyrovsky反應(yīng)路徑的水分子解離。

參考文獻(xiàn)

Zheng Zhou, Yixin Su, Hao Tan, Yang Wang, Qianwei Huang, Haozhu Wang, Jingyang Wang, Momoji Kubo, Zitao Ni, Yuan Kong, and Shenlong Zhao*, Atomically Dispersed Co–P Moieties via Direct Thermal Exfoliation for Alkaline Hydrogen Electrosynthesis, J. Am. Chem. Soc. 2025

DOI: 10.1021/jacs.4c11788

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c11788