氢能是一种理想的能源载体，开发大规模、廉价、清洁、高效的制氢技术是氢能有效利用的关键。电解水由于环境友好、产品纯度高以及无碳排放而成为具有应用前景的绿色制氢方法之一。由于析氧反应OER需要较高的过电势,成为电催化水分解全反应的瓶颈。近日，我院李述汤院士、李有勇教授课题组进行理论设计模拟，陕西师范大学刘生忠教授、闫俊青副教授、纽卡斯尔大学马天翼教授进行合成制备和表征在《Nature Communications》上以“Single atom tungsten doped ultrathin α-Ni(OH)2 for enhanced electrocatalytic water oxidation”为题，报道了通过单原子钨掺杂，大大增强了超薄α-Ni(OH)2的OER性能。通过理论设计，发现由于W6+的低自旋态d0特性，W6+原子具有更多的最外空轨道，导致更多的水和OH-基团被吸附在Ni(OH)2纳米片暴露的W6+掺杂位点上，O基团和O-O偶联都在W6+的相同位点产生。因此，单原子W6+掺杂的Ni(OH)2样品在高电流密度下表现出低反应电位。通过水热法制备了单原子W掺杂的氢氧化镍纳米片，同时进行了同步辐射和球差电镜表征，在1 M KOH介质中，过电位为237mV下获得的电流密度达到10 mA/cm2。在80 mA/cm2的高电流密度下过电位值为267 mV，相应的塔菲尔斜率为33 mV/dec。
论文信息：
Junqing Yan, Lingqiao Kong, Yujin Ji, JaiWhite, Youyong Li*, Jing Zhang, Pengfei An, Shengzhong Liu*, Shuit-Tong Lee, Tianyi Ma*. "Single atom tungsten doped ultrathin α-Ni(OH)2for enhanced electrocatalytic water oxidation". Nature Communications, 2019, 10, 2149.
文章链接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-09845-z
李述汤院士简介：http://funsom.suda.edu.cn/2706/list.htm
李有勇教授简介：http://modeling.org.cn/youyong.html
责任编辑：向丹婷