电催化水分解反应：制备 NiCuMo 电催化剂的研究

电催化水分解反应：制备 NiCuMo 电催化剂的研究

【摘要】：电催化水分解反应由阴极的析氢反应(HER)和阳极的析氧反应(OER)组成。为提高水分解反应的催化活性、降低反应所需的过电位，制备可替代贵金属催化剂的非贵金属水分解电催化剂具有重要的科学意义和应用价值。Ni基材料被认为是最有前途的水分解电催化剂。采用恒电流电化学沉积法制备电催化剂，并对沉积溶液浓度、沉积时间等因素进行了综合研究，重点研究了Mo含量对电催化剂的影响，探索了具有最佳Mo、Cu引入含量的高效HER电催化剂电极材料。利用XRD、SEM和XPS分析了电极材料的晶体结构、表面形貌和价态。采用线性扫描伏安法(LSV)测试电极的HER性能。 在1 M KOH中的初始过电位低至45 mV，Tafel斜率仅为41 mV dec-1；在0.5 M H2SO4中的初始过电位低至48 mV，Tafel斜率仅为36 mV dec-1。此外，优化后的催化剂在碱性和酸性电解液中均表现出优异的稳定性。以（at.%）合金条为基础，在NaOH-H2O2溶液体系中脱合金除Al后，得到具有纳米线状多孔结构的自支撑NiFe基高效OER电催化剂。利用XRD和SEM对所制备催化剂的晶体结构和表面形貌进行表征，蚀刻后的NiFe电催化剂在碱性条件下表现出优异的OER活性； 在1MKOH电解液中，初始过电位低至230 mV，Tafel斜率仅为46 mV dec-1，NiFe催化剂在OER稳定性和ECSA测试中均表现优异。