自支撑NiFe LDHs@Co-OH-CO_(3)纳米棒阵列电极用于碱性阴离子交换膜电解水

作     者：郭丹丹 俞红梅 迟军 邵志刚 Dan-Dan Guo;Hong-Mei Yu;Jun Chi;Zhi-Gang Shao

作者机构：中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《电化学》 (Journal of Electrochemistry)

年 卷 期：2022年第28卷第9期

页      面：77-93页

学科分类：081702[工学-化学工艺] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070205[理学-凝聚态物理] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：supported by the Key Program of the National Natural Science Foundation of China(No.22090032,22090030) the Joint Fund of the Yulin University and the Dalian National Laboratory for Clean Energy(Grant.YLU-DNL Fund 2021001) support from the Dalian Key Laboratory of Electrolysis for Hydrogen Production 

主　　题：镍铁层状双金属氢氧化物 析氧反应 碱性阴离子交换膜电解 

摘      要：开发高效耐用的电极对碱性阴离子交换膜电解水(AEMWEs)制氢至关重要。在这项研究中,我们展示了一种高效且稳定的自支撑NiFe LDHs@Co-OH-CO_(3)/NF纳米棒阵列电极分别用于析氧反应(OER)和AEMWE的阳极。在这项工作中,我们将2D的镍铁层状双金属氢氧化物纳米片(NiFe LDHs)原位生长在1D的碱式碳酸钴纳米线上(Co-OH-CO_(3)/NF),最终得到独特的纳米棒阵列复合结构电极。在三电极体系中,自支撑NiFe LDHs@Co-OH-CO_(3)/NF对OER具有良好的催化活性,在1 mol·L^(-1)KOH中,当电流密度为20 m A·cm^(-2)时,过电位为215 mV。当自支撑NiFe LDHs@Co-OH-CO_(3)/NF作为AEMWE的阳极(70℃,1 mol·L^(-1)KOH),在电流密度为0.5 A·cm^(-2)时,电解电压为1.72 V,并且具有较好的稳定性。进一步的实验表征结果显示了自支撑NiFe LDHs@Co-OH-CO_(3)/NF的优异性能是其具有特殊的形貌结构。这是由于纳米棒阵列电极的三维分层结构可以有效防止纳米片团聚,从而有利于电子转移,为水分解提供大量的边缘活性位点。