高价态W掺杂对NiFe磷化物全分解水制氢催化活性影响的研究

作者：张依擎; 梁俊辉^*; 范浩阳^*; 陈达; 陈华予; 黄岳祥; 姚鑫; 秦来顺^*

来源：人工晶体学报, 2023, 52(08): 1491-1499.

DOI：10.16553/j.cnki.issn1000-985x.20230613.002

• 电解水制氢
• 双功能电催化剂
• 光伏辅助电催化
• 太阳能电池
• 过渡金属磷化物
• 掺杂

近年来，通过光伏辅助电催化(PV-EC)分解水制备“绿氢”成为实现碳中和目标的关键。然而，普通电解水催化剂不能满足PV-EC系统中较高的太阳能到氢能(STH)转换效率的需求。因此，获取价格低廉、低反应过电势的电催化剂材料极为重要。本文选取具有高价态的过渡金属W作为掺杂源，采用一步电沉积方法制备出NiFeW三元金属磷化物。通过一系列的表征发现，NiFeW磷化物电催化剂表现出优异的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)活性，且作为双功能电催化剂时，在10 mA/cm2电流密度下W掺杂后样品的过电势降低了51 mV。使用NiFeW磷化物作为双功能电催化剂和太阳能电池(a-Si∶H/a-SiGe∶H/a-SiGe∶H)作为驱动源，PV-EC器件实现了超过7%的理论STH转换效率，对推动太阳能分解水制氢装置的实际应用具有重要意义。

• 单位
  光学与电子科技学院; 河北民族师范学院; 中国计量大学