陈玉金/朱春玲/侴术雷AM: 双金属的协同效应助力CuCo-CAT/CC高效电催化HER

具有多孔结构和良好分散的金属位点的金属有机框架(MOF)是具有潜力的电催化剂。然而，大多数MOF的催化效率受到它们在电催化过程中形成的中间体的吸附/解吸能和非常低的电导率的显着限制。

基于此，哈尔滨工程大学陈玉金、哈尔滨工程大学朱春玲和温州大学侴术雷等将Co引入到导电的Cu-邻苯二酚(Cu-CAT)纳米棒阵列中，该阵列直接生长在柔性碳布上(CuCo-CAT/CC)，用于电催化析氢反应(HER)。

电化学结果表明，在碱性和中性介质中，电流密度为10 mA cm^-2时CuCo-CAT/CC纳米棒阵列的HER过电位分别为52 mV和143 mV，Tafel斜率为51.8 mVdec^-1，过电位和Tafel斜率远低于大多数报道的非贵金属基电催化剂，并且与基准Pt/C电催化剂相当。

另外，CuCo-CAT/CC在1000次CV循环后电流密度的衰减可以忽略不计，还能够保持在10 mA cm^-2的电流密度左右至少10小时，表明其对HER具有强大的稳定性。

密度泛函理论(DFT)计算表明，Co的引入可以优化Cu位点对氢的吸附能(ΔG_H*)，几乎接近Pt(111)上的吸附能。此外，在CuCo-CAT中Co位点水的吸附能(ΔG_H2O)显着低于Cu与Co偶联时的Cu位点，有效地加速了HER过程中的Volmer步骤。

因此，Cu原子作为真正的活性位点，Co原子作为协同位点，保证了H₂O的吸附和H₂的产生。双金属的协同效应为合理设计高效MOF基电催化剂开辟了新途径。

Conductive CuCo-Based Bimetal Organic Framework for Efficient Hydrogen Evolution. Advanced Materials, 2021. DOI: 10.1002/adma.202106781

原创文章，作者：Gloria，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/10/394b61b126/