Nature子刊：Ni(OH)2@Ni-N/Ni-C实现碱性电解质中HER

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Nature子刊：Ni(OH)2@Ni-N/Ni-C实现碱性电解质中HER
电催化协同表现为不同金属之间的金属间相互作用。基于此，澳大利亚新南威尔士大学赵川教授（通讯作者）等人报道了单金属结构的相间协同作用同样有效。
Ni(OH)2和Ni-N/Ni-C相之间的相间协同作用被报道为碱性析氢反应（HER），降低了氢吸附-解吸的能量障碍，并促进了羟基中间体的能量障碍。
测试结果表明，对比单相Ni(OH)2催化剂，合成的Ni(OH)2@Ni-N/Ni-C异质分层纳米结，在碱性介质中传输-10和-100 mA cm-2的过电位分别降低了102和113 mV。
Nature子刊：Ni(OH)2@Ni-N/Ni-C实现碱性电解质中HER
本文通过DFT计算，利用从头计算*H中间体的总吸附能来研究界面协同作用的机理。将Ni(OH)2与Ni-N/Ni-C相结合，即NiN3-C和NiN4-C两种Ni-N配位，预测了最佳*H吸附能。
通过计算Hads在两个不同吸附位点下的Gibbs吸附自由能（∆G(*H)），得出Ni(OH)2@NiN3-C中NiN3-C相中*H在Ni顶位和Ni桥位的吸附分别为1.23 eV和0.49 eV。
Nature子刊：Ni(OH)2@Ni-N/Ni-C实现碱性电解质中HER
此外，通过对OHads的Gibbs吸附自由能计算，NiN3-C相Ni顶部位置的放松*OH吸附值为1.744 eV。
作者还计算了Ni(OH)2@NiN3-C相中*H、*OH和H2O在Ni活性位点上的吸附过程中Bader电荷的损失和增益，表明Hads和OHads吸附物的表面相互作用分别在桥位点（Ni-C）和顶位点（Ni在NiN3-C）进行得较好。
*H中间体吸附在Ni顶部和桥位点，*OH中间体吸附在Ni顶部，以及Ni(OH)2@NiN3-C相中解离*H-*OH在Ni顶部和桥位点上的共吸附。
Nature子刊：Ni(OH)2@Ni-N/Ni-C实现碱性电解质中HER
Monometallic interphasic synergy via nano-hetero-interfacing for hydrogen evolution in alkaline electrolytes. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-36100-3.
https://doi.org/10.1038/s41467-023-36100-3.

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