氫氣作為一種新型綠色能源載體受到了越來越多的關注。電解水是一種理想的制氫技術。然而，開發(fā)一種高效率的催化劑是當前電解水制氫面臨的最大挑戰(zhàn)。清華大學一個研究組與中國石油大學（華東）一個研究組合作構建了CoP/NiCoP納米異質結構作為高效的全pH范圍包括海水的電解水制氫催化劑以及超級電容器的儲能材料，研究成果于2019年8月20日發(fā)表在《Advanced Energy Materials》上。 

　　該研究組采用“晶種模板轉化”策略，采用Co離子對Ni5P4晶種進行刻蝕和磷化，誘導晶相的轉化及異質界面結構的形成。同時對暴露的CoP（111）和NiCoP（111）晶面的異質結構進行界面原子編輯，有效地改變了CoP（111）/NiCoP（111）異質界面上原子排布的無序度，導致界面上微觀結構發(fā)生變化，這種微觀結構的變化在HER過程中產生了最優(yōu)的氫吸附自由能和水裂解能。因此，所構建的多維度 CoP/NiCoP 納米異質結構表現出了全 pH（特別是堿性條件下）的HER電催化活性和穩(wěn)定性。此外，將該催化劑應用于真實的海水（黃海海水，pH為7.8），HER電催化活性可趕超20% Pt/C催化劑，同時在低電流和高電流密度下均具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。這項工作所提出的異質界面編輯調控機制提供了過渡金屬磷化物的最佳組合的高活性和優(yōu)異的耐久性，為今后全pH電解水制氫催化劑的設計和合成提供重要的借鑒。 

　　利用北京同步輻射裝置（BSRF）1W1B-XAFS實驗站的X射線吸收光譜解析得到了CoP/NiCoP異質界面的形成造成了晶格畸變產生了Co、Ni原子局域環(huán)境的變化，Co的配位數減小，Ni的配位數增加、鍵長也發(fā)生變化，根據這些變化結合理論計算，解釋了CoP/NiCoP 納米異質結構高活性的起源問題。 

　　發(fā)表文章：Yan Lin#, Kaian Sun#, Shoujie Liu#, Xiaomeng Chen, Yuansheng Cheng, Weng-Chon Cheong, Zheng Chen, Lirong Zheng, Jun Zhang*, Xiyou Li, Yuan Pan*, Chen Chen*. Construction of CoP/NiCoP Nanotadpoles Heterojunction Interface for Wide pH Hydrogen Evolution Electrocatalysis and Supercapacitor,Adv. Energy Mater.,2019, 9, 1901213.