北化工程道建Appl. Catal. B.: 枝叶状CuNi@NiFeCu纳米枝晶用于高效电催化全分解水

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北化工程道建Appl. Catal. B.: 枝叶状CuNi@NiFeCu纳米枝晶用于高效电催化全分解水
电催化剂的结构工程和电子调控是促进水分解的有效方法。基于此，北京化工大学程道建团队通过仿生设计策略制备了枝叶状CuNi@NiFeCu催化剂，能够高效稳定地电催化全分解水。
北化工程道建Appl. Catal. B.: 枝叶状CuNi@NiFeCu纳米枝晶用于高效电催化全分解水
所制备的3D CuNi@NiFeCu电催化剂，CuNi纳米线作为“树枝”，如同营养从树枝到树叶运输一样可以促进纳米片和纳米线之间的电子转移。
同时，水分解反应在作为“树叶”的超薄NiFeCu氢氧化物纳米片上发生。在碱性条件下，CuNi@NiFeCu电催化剂仅需1.51 V便能产生10 mA cm-2的电流密度用于全分解水，且法拉第效率较高(HER为98.2%，OER为94.9%)。
北化工程道建Appl. Catal. B.: 枝叶状CuNi@NiFeCu纳米枝晶用于高效电催化全分解水
结果及DFT计算表明，枝叶状CuNi@NiFeCu改善碱性全分解水性能主要源于纳米片中内部扩散的Cu原子，因为它可以提高纳米片边缘的本征活性并增加靠近纳米线的纳米片基面上的氧空位。
此外，枝叶结构还有效地防止了超薄纳米片的聚集，从而为反应中间体和气体释放提供了高表面积、更多的活性中心和开放通道。
Branch-leaf-shaped CuNi@NiFeCu nanodendrites as highly efficient electrocatalysts for overall water splitting. Applied Catalysis B: Environmental, 2021. DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120600

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