钴磷双掺杂硫化镍纳米片高效析氢电催化

氢能作为一种清洁能源，具有巨大的发展潜力。目前较为成熟的化石燃料制氢由于其成本太高，且有碳杂质排放，被认为不是理想的制氢方式。碱性电解水制氢是目前具有发展前景的绿色制氢方式之一，但是碱性电解水制氢的成本较高。由此亟待设计开发高效且低成本的碱性电解水制氢电极催化材料。本文通过一步水热法以及高温磷化，对过渡金属硫化物电催化析氢材料进行性能的优化。通过物理表征、电化学测试以及理论模拟计算对P-Co-Ni3S2/NF 进行碱性电解水析氢性能的研究，并通过改变材料制备时水热反应物质量来分析碱性电解水析氢材料最佳的反应条件。研究发现，钴和磷双掺杂的P-Co-Ni3S2/NF 具有与Ni3S2/NF 相似的蜘蛛网状纳米片结构，为电解水析氢提供大量的离子传输通道以及反应活性位点。采用标准的三电极体系，对所制备的电催化材料进行电化学性能发现，P-Co-Ni3S2/NF 拥有比Ni3S2/NF 以及单金属掺杂的电催化材料更优异的电化学性能，通过理论模拟计算与电化学实验的结合共同探究了非金属与过渡金属共掺的P-Co-Ni3S2/NF 电解水析氢的路径与机理，为碱性电解水析氢材料以及电解槽的发展提供一定的理论及实验支持。