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多相Ni3S2@FeNi2S4@NF纳米片阵列直接用作高效水分解双功能电催化剂( Heterogeneous Ni3S2@FeNi2S4@NF Nanosheet Arrays Directly Used as High Efficiency Bifunctional Electrocatalyst for Water Decomposition )
Y Yang H Meng C Kong S Yan Z Hu
开发和设计双功能电催化剂对水电解制氢至关重要。合理的界面调制可以有效地通过异质结构中的界面电子转移来优化电子构型，从而提高效率。本工作采用可控分步水热工艺，设计并制备了自担载非均相富界面Ni3S2@FeNi2S4@Nf全水裂解电催化剂。密度泛函理论计算表明，Ni3S2与FeNi2S4之间形成的非均匀界面可以优化H*吸附的Gibbs自由能(ΔGH*)。利用纳米片阵列的开放结构、Ni3S2@FeNi2S4@NF复合材料中丰富的非均相界面、Ni3S2与FeNi2S4之间的正协同效应以及泡沫镍(NF)衬底良好的导电性，优化的Ni3S2@FeNi2S4@NF纳米阵列催化剂显示出优异的电催化活性，在10 mA cm-2下析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的过电位分别为83 mV和235 mV。重要的是，直接使用Ni3S2@FeNi2S4@NF作阳极和阴极的碱性电解槽获得了1.46V的超低槽电压，并具有出色的稳定性。其性能优于其它大多数过渡金属硫化物电催化剂。这一工作为合理调节非均相界面以有效提高材料性能提供了一种有效的策略，从而加速过渡金属硫化物电催化剂在整体水裂解中的实用化。
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