酸素および水素発生反応のためのCo3O4@GCN管状ナノ構造（TNS）ハイブリッドの二機能触媒

酸素および水素発生反応（OER/HER）の触媒は、水分解などの再生可能なグリーンエネルギー源の中心にあります。OERおよびHERの効率的な触媒を開発するために驚くべき努力がなされてきたにもかかわらず、二機能触媒の開発には依然として大きな課題が残っています。ここでは、低温で簡便で大規模な化学的方法により合成された、グラファイト状炭窒化物（GCN）の管状ナノ構造に埋め込まれた新しいCo3O4ハイブリッドを報告します。Co3O4とGCNの間の強い相乗効果により、OERおよびHERの二機能触媒として卓越した性能が得られました。ハイブリッドの高い比表面積、ユニークな管状ナノ構造、および組成により、すべての酸化還元サイトが触媒反応のために容易に利用可能となり、より速いイオンおよび電子の伝導が提供されました。Co3O4@GCN管状ナノ構造（TNS）ハイブリッドは、OERにおいて最低の過電圧（0.12 V）と優れた電流密度（147 mA/cm2）を示し、ベンチマークのIrO2およびRuO2よりも優れ、アルカリ媒体での耐久性も優れています。さらに、Co3O4@GCN TNSハイブリッドは、HERにおいても優れた性能を示し、導入電圧および過電圧がはるかに低く、安定した電流密度を維持しました。本研究で開発されたCo3O4@GCN TNSハイブリッドは、大規模な水分解および燃料電池における貴金属触媒の魅力的な代替品となることが期待されます。