Ni/Co双金属纳米颗粒位于Co3O4纳米阵列上，并通过碳纳米管（CNTs）连接，用于高效氧进化反应

《ACS Applied Materials & Interfaces》：Ni/Co Bimetallic Nanoparticles on Co3O4 Nanoarrays Bridged by CNTs for High Oxygen Evolution Reaction

高效电催化剂合成及其在碱性氧析出反应中的应用研究。通过溶热法和化学气相沉积制备了碳纳米管桥接的Ni/Co双金属纳米颗粒负载于Co3O4纳米阵列的镍泡沫基底，利用氧空位和晶格畸变优化反应动力学，实现133mV超低过电位和72小时优异稳定性。在碱性电解水装置中表现出1.58V低操作电压和24小时持久性，理论计算证实d带中心调控有效平衡氧中间体吸附-脱附过程。

　　

本文报道了一种高性能电催化剂，用于晶格氧介导的（LOM）碱性氧析出反应（OER），这是绿色氢生产的关键过程。通过采用简单的溶剂热法和化学气相沉积（CVD）技术，我们在镍泡沫（NF）支撑的Co₃O₄纳米阵列基底上成功制备了碳纳米管（CNTs）桥接的Ni/Co双金属纳米颗粒。原位生长的CNTs和Ni/Co纳米颗粒引入了大量氧空位（O_v），显著降低了*OOH*脱附的吉布斯自由能（ΔG），并提升了OER反应的动力学性能。此外，Co纳米颗粒中的晶界位错导致晶格畸变和应变调制，优化了电子转移过程，从而提高了催化效率和稳定性。结果表明，Ni/Co-CNTs-Co₃O₄/NF电催化剂在10 mA cm^–2的电流密度下仅表现出133 mV的超低过电位，并且在20 mA cm^–2的电流密度下能够保持72小时以上的结构完整性和优异稳定性。理论计算进一步证实，Ni/Co纳米颗粒的掺入调节了d带中心，有助于含氧中间体的吸附-脱附平衡，加速了OER反应过程。当该催化剂集成到碱性电解槽中时，Ni/Co-CNTs-Co₃O₄/NF电极在10 mA cm^–2的电流密度下表现出1.58 V的极低工作电压，并且在20 mA cm^–2的电流密度下可稳定运行超过24小时。这些发现凸显了Ni/Co-CNTs-Co₃O₄/NF电催化剂在可扩展、高效水分解技术应用中的巨大潜力。