李念兵、罗红群、雷惊雷教授Adv. Funct. Mater: 大孔阵列诱导表面/界面的多重调控实现高效全水解

用于高效分解水的电催化剂不仅需要由电子结构决定的高固有活性，还需要良好的传质（电解质扩散和气泡解吸）和强大的结构稳定性。有鉴于此，西南大学李念兵教授、罗红群教授和重庆大学雷惊雷教授等人以聚苯乙烯(PS)微球为模板，在柔性碳布(CC)基体上制备了3DOM Co(OH)2腔阵列封装的NiMo合金核壳自支撑电极。

要点1: 基于 Co(OH)2 和 NiMo 合金分别作为 OER 和 HER 的活性材料，以聚苯乙烯(PS)微球为模板，在柔性碳布基体上制备了3DOM Co(OH)2腔阵列封装的NiMo合金核壳电催化剂。合成了一种灵活的、无粘合剂的 3DOM 电极，其结构表面/界面特性可以在多个尺度上进行调整，以实现出色的电催化活性和耐久性。

要点2: 这种类型的电催化剂具有以下优点： 1) 在 3DOM 电极中，Co(OH)2 腔阵列 (CA) 的开放有序孔隙不仅确保了催化剂与电解质之间的均匀和充分接触，有利的传质，也有利于电解质深入渗透到核壳界面并与边界处的活性位点充分反应。 2) 由于受到 PS 微球模板的限制，外层生长的Co(OH)2纳米片变得更小更薄。3）在合适的范围内调节腔尺寸可以提供更高的孔隙率以优化表面的超疏气和超亲水性能，还可以确保表面的腔结构更加坚固，以减轻高电流密度下气泡析出和解吸的冲击。4) 在碳布上原位生长空腔阵列的无粘合剂柔性电极为电子提供了更平滑的导电路径。

要点3: 当用作碱性整体水分解的双功能电催化剂时，Co(OH)2/NiMo CA@CC 在 1.52 V 的低电池电压下提供 10 mA cm-2 的电流密度。密度泛函理论表明，将NiMo与Co(OH)2偶联可以较好地优化析氢反应中的水吸附/解离和氢吸附能，并加速析氧反应动力学。

该文章发表在国际知名期刊Adv. Funct. Mater.上，西南大学2019级博士张清为本文第一作者。

DOI: 10.1002/adfm.202102117