自组装CoSe2/FeS/IF异质结中电子耦合与d带调控实现高效碱性海水电催化氧化

《Applied Ocean Research》：Electronic coupling and d-band modulation in self-assembled CoSe 2/FeS/IF heterostructure enables high-efficiency electrocatalytic alkaline seawater oxidation

本文报道了一种通过水热法在泡沫铁（IF）上构建CoSe2/FeS异质结电催化剂（OER）的新策略。该异质结通过界面电子耦合有效调控了钴的d带中心，优化了反应中间体吸附能，从而在碱性海水中展现出卓越的析氧反应（OER）活性（η100 = 297 mV）和超过100小时的长期稳定性，为工业级海水电解制氢提供了有前景的材料设计范式。

　　

Highlight

结构表征

通过水热法在泡沫铁（IF）上成功制备了CoSe₂/FeS/IF异质结构电催化剂（图1a）。扫描电子显微镜（SEM）图像（图1b, 1c）显示，CoSe₂/FeS纳米片均匀地覆盖在IF表面。作为对比，IF基底、FeS/IF和CoSe₂/IF的SEM图像呈现出不同的形貌（图S1-S3，支持信息）。透射电子显微镜（TEM）图像（图1d）清晰地展示了CoSe₂/FeS的纳米结构。

结论

总而言之，通过水热生长在IF上构建的CoSe₂/FeS/IF电催化剂，证明了其作为海水电解催化剂的有效性。它表现出卓越的析氧反应（OER）性能，在1 M KOH和碱性海水中分别仅需293 mV和297 mV的过电位即可达到100 mA cm^?2的电流密度。值得注意的是，CoSe₂/FeS/IF异质结构保持了优异的运行耐久性，在100小时的测试中，于100 mA cm^?2的电流密度下保持了稳定的OER性能。