W掺杂CoFe-LDH纳米片

低过电位析氢

通过钨掺杂和氧空位工程协同调控电子结构，在碱性介质中实现高效析氢反应，性能接近贵金属催化剂。

吴婧 · 许银 · Liang, Dandan · 力达 · Chen, Dahong · 刘国宏 · 冯玉杰

Small 2024

具体参数

析氢过电位

{'zh': '41', 'en': '41'} mV

Tafel斜率

{'zh': '35', 'en': '35'} mV dec⁻¹

HO─H键断裂能垒

{'zh': '0.14', 'en': '0.14'} eV

技术优势

水分子活化更快

氧空位作为亲氧位点，将HO─H键断裂能垒从0.64 eV降至0.14 eV，显著促进水解离。

产氢位点更活跃

氧空位使钨从六配位转变为高活性的四配位结构，优化了氢结合能力，加快Volmer和Heyrovsky步骤。

过电位极低

在10 mA cm⁻²电流密度下仅需41 mV过电位，析氢能耗显著降低。

应用场景

• 碱性析氢催化剂：替代铂基催化剂用于碱性电解水，大幅降低析氢成本。
• 电解水制氢：作为高效阴极，降低电解水制氢的能耗与设备投资。
• 非贵金属电催化剂：以非贵金属体系实现接近Pt的析氢活性，摆脱贵金属依赖。