鈣鈦礦型氧化物（perovskite oxides）具有獨特的元素和結(jié)構(gòu)，由于具有相當高的活性和良好的長期運行穩(wěn)定性，使其在析氫反應（HER）中具有良好的電催化性能。然而，利用陰離子摻雜劑合成1D鈣鈦礦納米結(jié)構(gòu)仍然面臨挑戰(zhàn)，從實驗和理論的角度了解性能來源也是一個挑戰(zhàn)。基于此，黑龍江大學夏天教授（通訊作者）等人報道了他們結(jié)合靜電紡絲和磷化工程策略，制備了P摻雜Pr0.5La0.5BaCo2O5+δ鈣鈦礦納米纖維（P-PLBC-F），用作高活性HER催化劑。通過像差校正透射電子顯微鏡（AC-TEM）和X射線光電子能譜（XPS）表征，作者證明了P摻雜劑以P3-的形式與Co離子配位，P摻雜調(diào)節(jié)HER的電子結(jié)構(gòu)和自由能。Co 3d-P 3p的電子骨架實現(xiàn)了最佳的電荷轉(zhuǎn)移能（ΔCo-P=0.79 eV）和H*解吸的自由能（1.02 eV）。此外，1D納米結(jié)構(gòu)為P-PLBC-F提供了相對較大的比表面積（10.6 m2 g-1）和更親水的特性，從而導致豐富的表面吸附物種和H2的快速釋放。實驗測試發(fā)現(xiàn)，P-PLBC-F催化劑僅需要-307 mV的過電位來驅(qū)動500 mA cm-2 disk的電流密度，以及32.9 mV dec-1的Tafel斜率。考慮到實際的整體水分解，P-PLBC-F||NiFe層狀雙氫氧化物（NiFe-LDH）電池在10和500 mA cm-2下分別提供1.53和1.84 V的電位，優(yōu)于最先進的Pt/C和IrO2。該研究為明確闡明磷化機理和合理設計用于能量轉(zhuǎn)換的高性能下一代鈣鈦礦催化劑提供了機會。Phosphatizing Engineering of Perovskite Oxide Nanofibers for Hydrogen Evolution Reaction to Achieve Extraordinary Electrocatalytic Performance. Adv. Funct. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adfm.202112164.
https://doi.org/10.1002/adfm.202112164.
