الانقسام الكهروكيميائي الشامل للماء عند الواجهة غير المتجانسة لأكسيد النيكل والحديد

إن توليد الهيدروجين بكفاءة من تحليل الماء هو كيمياء أساسية لتحقيق اقتصاد الهيدروجين. لقد تم اعتبار المعادن الانتقالية منخفضة التكلفة، مثل أكاسيد/هيدروكسيدات النيكل والحديد، كت catalysts واعدة لتفاعل تطور الأكسجين في وسط قلوي مع جهود زائدة منخفضة تصل إلى ~200 مللي فولت لتحقيق 10 مللي أمبير سم-2، ولكنها بشكل عام غير مناسبة لتفاعل تطور الهيدروجين. هنا، نعرض حافزًا نانويًا جانوسيًا بواجهة أكسيد النيكل والحديد ووظائف متعددة للمساهمة في تفاعل تطور الهيدروجين بكفاءة عالية مع أداء قابل للمقارنة مع حافز البلاتين على الكربون. تكشف حسابات نظرية الكثافة الوظيفية أن النشاط الحفزي لتفاعل تطور الهيدروجين للجسيم النانوي يتم تحفيزه بواسطة تأثير الربط الإلكتروني القوي بين أكسيد الحديد والنيكل عند الواجهة. من المRemarkably، يُظهر الحافز أيضًا نشاطًا استثنائيًا لتفاعل تطور الأكسجين، مما يمكّن حافزًا ثنائي الوظائف نشطًا ومستقرًا لتحليل الماء في الخلية بالكامل، مع أعلى كفاءة للطاقة (83.7%) تم الإبلاغ عنها حتى الآن، حسب علمنا.