鎳鉬基電催化劑用于析氫反應

衆所周知，從化石燃料逐步轉向利用可持續發展無污染的非化石能源是時代發展的必然趨勢，而氫氣是一種理想的清潔能源，可以采用電解水的方式進行制取。在電解水時，電池的陰極和陽極分別會發生析氫反應（HER）和析氧反應（OER）。

析氫反應是指電解水時電池陰極産生氫氣的過程，而氫氣的生産效率與電催化劑的性能有著密切的關係。常見的電催化劑有鉑（Pt）基材料、鎳（Ni）基材料和過渡金屬化合物（如氧化鉬和碳化鉬）等。其中，鉑基電催化劑由于其稀缺性和價格偏高，所以應用受到較大限制。

爲了製備出更高化學活性的電催化劑，有研究者提出可以向氧化鉬或碳化鉬中加入鎳元素，製成鎳鉬基電催化劑。

例如，暨南大學理工學院研究者通過鎳摻雜來調節二氧化鉬（MoO2）的電子密度，以加速在酸中的HER和OER。研究表明，Ni摻雜可以導致鄰區O位點缺電子，從而誘導鄰區O位點吸附氫，進而增加表面氫覆蓋率。

碳化鉬因具有貴金屬般的電子結構、高導電性、良好的催化活性和穩定性等優點，而被認爲是一種有前途的HER電催化劑。研究表明，將鎳引入碳化鉬中可以大大提高電催化劑的活性，主要原因是鎳和碳化鉬的强耦合作用引起的電子轉移過程顯著改變了組分的電子結構。

另外，華南理工大學研究者還製備出了一系列石墨烯納米片（GNS）負載的鎳鉬納米材料（Ni-Mo2C/GNS），具有可控的相和組成，適合用于酸性和鹼性溶液中進行HER。

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