磷掺杂钼酸镍在析氢反应中的应用

在最新的研究中，山东大学研究团队公布了他们对磷掺杂钼酸镍（P-NiMoO4）的研究成果，该物质在析氢反应（HER）和尿素氧化反应（UOR）中表现出卓越的性能，如较高的催化活性和稳定性等。他们还巧妙地揭示了碱性环境中HER的活化过程，为深入理解这一化学反应提供了新的视角。

析氢反应是一种化学反应，用于从水中分解出氢气。在电解过程中，水被分解成氢离子和氧离子，然后氢离子得到电子，形成氢气，而氧离子失去电子，形成氧气。在水解反应中，高效的电催化剂是实现高效能源转换的关键因素之一。

尿素氧化还原反应是一种重要的氮循环过程，能够将氨氮转化为无机氮，从而维持土壤氮的平衡。此反应不仅在土壤中具有重要作用，而且在工业生产上也有很广泛的应用。在肥料生产中，尿素氧化还原反应被广泛应用于将尿素转化为更易被作物吸收利用的无机氮肥。此外，尿素氧化还原反应还可以用于减少钢铁厂废气中的氮氧化物排放，达到环境保护的目的。

为了同时实现可持续的废水处理和具有经济效益的制氢，研究者将尿素氧化反应与析氢反应进行耦合，而P-NiMoO4是HER和UOR的重要催化剂。

研究表明，通过现场电化学活化策略，磷掺杂钼酸镍的表面会形成磷化镍和钼酸根离子，由于Ni位点暴露增多和调整氢吸附，而能显著提高其碱性析氢反应活性。以活化后的P-NiMoO4作为阴极、P-NiMoO4作为阳极组装的UOR电解槽表现出优异的性能，10mA/cm2时的电池电压为1.363 V。

该研究成果已以“Revealing the In Situ Evolution of Tetrahedral NiMoO4 Micropillar Array for Energy-Efficient Alkaline Hydrogen Production Assisted by Urea Electrolysis”为题发表在Small Structures上。

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