【摘 要】
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伴随着人类社会的进步,能源问题和环境问题正在逐渐成为制约人类科技进步的主要障碍,所以如何获得可持续发展的清洁能源是需要我们迫切解决的问题。氢能作为一种新兴的清洁能
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伴随着人类社会的进步,能源问题和环境问题正在逐渐成为制约人类科技进步的主要障碍,所以如何获得可持续发展的清洁能源是需要我们迫切解决的问题。氢能作为一种新兴的清洁能源,是未来替代传统化石能源的优秀能源之一,然而目前的主要障碍是氢气的制备成本过高,非贵金属催化剂是解决成本问题,发展水分解制氢的关键,从而达到解决能源危机的目的。在本次研究中,我们发明了一种两步法,成功得在碳布上生长出了具有纳米针阵列结构的方钴矿型磷化钴(CoP3),并且通过铁元素的掺杂,成功调控了催化剂的电子结构,增加了催化剂表面的活性位点,从而使Co1-xFexP3纳米针阵列电催化剂具有了优良的析氢和析氧的能力。在制备的一系列Co1-xFexP3纳米针阵列样品中,Co0.7Fe0.3P3/CC纳米针阵列样品表现出了最佳的析氢能力,在碱性环境中,在电流密度为10 mA/cm2,其析氢过电位(η10)为167 mV vs.RHE,其塔菲尔斜率为65.1 mV dec-1。同时,在电流密度为50 mA/cm2,其析氧过电位(η50)为330 mV vs.RHE。这一结果证明,简单的非贵金属元素掺杂是提高碱性介质中方钴矿型电催化剂的析氢能力和析氧能力的有效办法。
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