超亲水性的NiSe2/NiCr层状双氢氧化物纳米复合材料：用于高效尿素电氧化及通过水-尿素电解生产氢气

硒化镍铬层状双氢氧化物催化剂NiSe?/NiCr-LDH在尿素辅助水电解中表现出高效电催化性能，其UOR和HER的E10分别为1.351 V和0.117 V，法拉第效率达95%，能耗较纯水电解降低16%。性能提升源于硒化及Cr掺杂优化了材料结构、比表面积和表面润湿性。

　　

摘要

本文介绍了硒化镍铬层状双氢氧化物（NiSe₂/NiCr-LDH），作为一种高效且可持续的电催化剂，用于尿素辅助的水电解过程。与未经改性的NiCr-LDH相比，通过水热法合成并经过全面表征（包括结构、形态、纹理和成分特性）的NiSe₂/NiCr-LDH在尿素氧化反应（UOR，E₁₀ = 1.351 V，Tafel斜率 = 31 mV dec^?1）和氢气演化反应（HER，E₁₀ = 0.117 V，Tafel斜率 = 72 mV dec^?1）中的电催化活性显著提高。这种活性的提升归因于硒化和铬掺杂对Ni基层状双氢氧化物结构的改善。这些改善还体现在更高的电化学活性表面积（ECSA）、导电性、物质传输能力、对反应中间体的良好吸附与脱附性能，以及催化剂更强的润湿性上。通过实际应用证明，NiSe₂/NiCr-LDH作为双功能催化剂在碱性水-尿素电解中可实现E₁₀ = 1.42 V的电池电位。与纯水电解相比，利用水-尿素电解制氢的总能耗降低了约16%，法拉第效率达到了95%。这项研究表明，对Ni和Cr基层状双氢氧化物进行硒化处理是设计可持续氢气生成装置的一种有前景的方法。

图形摘要

水热法合成的NiSe₂/NiCr-LDH被开发为一种高效的尿素辅助水电解电催化剂。文中讨论了尿素氧化反应（UOR）和氢气演化反应（HER）的机理，并展示了NiSe₂/NiCr-LDH作为双功能催化剂在碱性水-尿素电解中的实际应用，其电位达到E₁₀ = 1.42 V。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。