コアシェルアーキテクチャに埋め込まれた活性部位の炭素カゴ：水素生成反応のための高活性で耐久性のある電極触媒

低効率と不安定性は、酸性およびアルカリ性環境における水素生成反応（HER）のための非貴金属電極触媒の探求において直面する二つの主要な課題です。ここでは、N、B共掺入した超薄型炭素カゴ（Co@BCN）で包 encapsulatedされたコバルトのハイブリッドを初めて水素生成のための高活性で耐久性のある非貴金属電極触媒として紹介します。これは、金属有機構造体（MOFs）を前駆体および自己犠牲テンプレートとして使用するボトムアップアプローチによって構築されています。最適化された触媒は、酸性およびアルカリ性媒体の両方からの水素生成において顕著な電極触媒性能を示しました。安定性の調査では、炭素カゴのオーバーコーティングが極端な酸性およびアルカリ性環境下で触媒の腐食と酸化を効果的に回避できることが明らかになりました。電気化学的活性表面積（EASA）の評価と密度汎関数理論（DFT）の計算により、包 encapsulatedされたコバルトナノ粒子とN、B共掺入された炭素シェルとの間の相乗効果が優れたHER触媒性能において根本的な役割を果たしていることが示されました。