氮磷共掺杂碳负载WC/WP异质结的电催化析氢性能研究（英文）

作者：杜洪方; 杜祝祝; 王庭峰; 何松; 杨凯; 王珂; 解令海; 艾伟^*; 黄维^*

来源：Science China-Materials, 2022, 65(04): 967-973.

廉价、高效、稳定的非铂析氢催化剂是电解水制氢技术发展的关键. WC具有类似铂的电子结构,且价格低廉,是极具潜力的析氢催化剂.然而,反应中间体W-H的结合力强,不利于H解离,导致析氢性能不佳.针对这一难题,本工作利用与WC晶体结构兼容性好,且具有富电子特性的WP来调控其电子结构,通过一步原位固相界面反应成功制备了氮磷共掺杂碳负载WC/WP异质结(WC/WP@NPC)催化剂.密度泛函理论计算表明,该异质结设计有效减小了W–H键键强,使材料具有更适中的氢原子吸附自由能(-0.05 eV).得益于WC/WP异质结与氮磷共掺杂碳之间的协同增效作用, WC/WP@NPC在酸性和碱性电解质中均表现出了优异的催化性能.本工作为高效非铂析氢催化剂的设计制备提供了新思路.

• 单位
  西北工业大学; 南京大学