​北化工曹达鹏，新发AFM: 构建NiFeLDH-WN拉链状互锁异质结，实现超稳氧析出

水分解制氢作为最有前途的绿色能源生产技术之一，越来越受到人们的关注。然而，与阴极析氢反应(HER)相比，阳极析氧反应(OER)具有缓慢的动力学，通常需要更高的过电位来驱动，这极大地限制了水分解的整体效率。开发高活性、高稳定性的OER电催化剂是一个关键问题。NiFe基催化剂具有成本低、储量丰富和效能高等优点，已广泛应用于OER。但大多数NiFe基催化剂在实际的OER中仍然存在稳定性差的问题，因为它不可避免地受到溶解、晶体相变、钝化和气泡阻塞等多种因素的影响而失活。因此，开发具有长期稳定性的NiFe基催化剂对于OER的实际应用具有重要意义。

近日， 北京化工大学曹达鹏 课题组构建了一种超亲水性拉链型异质结连锁NiFe LDH-WN催化剂，其能够高效稳定催化OER。实验结果表明，NiFe LDH-WN达到50 mA cm ^-2 电流密度所需的过电位仅为228 mV，Tafel斜率为58 mV dec ^-1 ，优于大多数文献报道的NiFe基电催化剂。同时，NiFe LDH-WN在50 mA cm ^-2 电流密度下可以工作超过4500小时，电压仅增加35 mV；对反应后的材料进行表征，发现NiFe LDH-WN的形貌和结构几乎未发生变化。

此外，NiFe LDH-WN作为阳极组装了一个水电解槽，其仅需1.508 V的电压就能达到10 mA cm ^-2 的电流密度；在50 mA cm ^-2 下连续操作超过750小时，电解槽的电压仅增加0.036 V。

理论计算表明，NiFe LDH中引入WN显著提高了Ni中心的*O吸附能力，同时增加了Fe和Ni表面的电子，这有助于提升NiFe LDH-WN的导电性和反应活性；此外，NiFe LDH和WN形成的拉链互锁结构可以锚定样品的反应活性位点，增加催化剂的溶解能垒，并加速了活性物种的转化和气泡的释放，保证了反应的稳定性。