近日，我校汪慶祥教授課題組在清潔氫能開發(fā)方面取得重要進(jìn)展，相關(guān)成果以“KCl-assisted rapid and low-cost synthesis of antiperovskite (Fe_1-xCu_x)₄N anchored on Cu₂O nanosheets for highly efficient electrochemical overall water splitting”為題發(fā)表在國際知名期刊Chemical Engineering Journal（IF=16.744）。

該研究通過KCl輔助的一步燃燒合成法成功制備了由反鈣鈦礦(Fe_1-xCu_x)₄N顆粒錨定在Cu₂O納米片表面的分異質(zhì)級結(jié)構(gòu)。利用(Fe_1-xCu_x)₄N和Cu₂O之間形成的p-n結(jié)，在界面處產(chǎn)生強的內(nèi)建電場，增加了反應(yīng)動力學(xué)和可用的活性位點。理論計算結(jié)合實驗結(jié)果表明，電催化反應(yīng)后，(Fe_1-xCu_x)₄N-Cu₂O分別重構(gòu)為Fe-Cu₂O (HER)和FeOOH-CuO (OER)，具有合適的吸附中間體自由能。電解水催化實驗顯示，最優(yōu)的(Fe_1-xCu_x)₄N-Cu₂O/CF在10?mA?cm^-2下析氫反應(yīng)（HER）和析氧反應(yīng)（OER）的過電位分別僅為30?mV和307?mV，且只需1.57?V即可驅(qū)動10?mA??cm^-2下的全解水。該項研究為利用反鈣鈦礦化合物大幅度提升Cu/Fe基材料的全分解水催化性能提供了一種有效且簡便的策略。

我校化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院2020級研究生王漫麗為該論文第一作者，汪慶祥教授和鄒澤華副教授為該論文的共同通訊作者。

文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141854

(文/圖：王漫麗)