電解水是一項(xiàng)非常重要的產(chǎn)氫技術(shù)，而氫氣被認(rèn)為是傳統(tǒng)化石燃料最佳的替代品。析氧反應(yīng)（OER）和析氫反應(yīng)（HER），作為電解水的兩個(gè)半反應(yīng)，決定了水裂解的整體效率。目前，研究人員已經(jīng)做了許多工作來開發(fā)有效的電催化劑，從而減少過電位改善兩個(gè)反應(yīng)的速率。目前，最有效的OER催化劑是IrO2或RuO2，商業(yè)化的HER催化劑是Pt基貴金屬。但是，貴金屬高昂的成本是制約其商業(yè)化發(fā)展的主要原因。因此，開發(fā)非貴金屬基電催化劑用于電解水有重要的研究意義。近年來，非貴金屬OER和HER催化劑的研究已經(jīng)取得了重大的進(jìn)展。其中金屬硫族化合物具有優(yōu)異的催化性能，而碲作為一種硫族元素，具有比其他硫族化合物（如O，S和Se）更優(yōu)良的內(nèi)在導(dǎo)電性。

近日，北京化工大學(xué)曹達(dá)鵬教授（通訊作者）和程道建教授（通訊作者）在Small Methods 上成功發(fā)表 Active Site Identification and Evaluation Criteria of In Situ Grown CoTe and NiTe Nanoarrays for Hydrogen Evolution and Oxygen Evolution Reactions”的論文。論文第一作者楊柳和許昊翔博士。開發(fā)有效的非貴金屬雙功能析氧（OER）析氫（HER）電催化劑對(duì)于全解水是至關(guān)重要的。為此，作者通過一種簡便的水熱方法在泡沫鎳基底上原位合成了垂直排列的CoTe和NiTe納米陣列，（標(biāo)記為CoTeNR /NF和NiTeNR / NF），并研究了該催化劑用于全解水電化學(xué)性能。結(jié)果顯示CoTeNR / NF催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的OER活性，在100 mA cm-2過電勢(shì)僅為350 mV。同時(shí)，該催化劑也具有優(yōu)異的HER活性，在202 mV過電位便可達(dá)到10mA cm-2的電流密度。通過實(shí)驗(yàn)表征與密度泛函理論計(jì)算相結(jié)合，揭示了CoTeNR/NF催化劑的OER活性位點(diǎn)來源于電化學(xué)反應(yīng)過程中原位生成的CoOOH (1014) 物種。并針對(duì)堿性HER活性提出一種新的理論評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，即使用 H2O吸附能、H2O解離勢(shì)壘和H2/OH-脫附能共同作為指標(biāo)。與傳統(tǒng)的單變量H吸附能作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)相比，新的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則更加準(zhǔn)確和完善，能夠更有效地評(píng)估催化劑的堿性HER活性。

相關(guān)文章在線發(fā)表在Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.201900113)上。