近期，中科院合肥研究院等離子體所應(yīng)用等離子體研究室王奇課題組在氫能研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)工作以“Exfoliation of bimetallic (Ni,Co) carbonate hydroxide nanowires by Ar plasma for enhanced oxygen evolution”為題作為封面文章發(fā)表在國(guó)際期刊Chemical Communications上。

　　氫能因其來源廣、無污染等優(yōu)點(diǎn)而成為二十一世紀(jì)最有前景的能源之一。電解水被認(rèn)為是一種最有潛力的制氫技術(shù)。然而陽(yáng)極析氧反應(yīng)（OER）和陰極析氫反應(yīng)（HER）較高的過電位，阻礙了水的高效分解。二維層狀雙氫氧化物（LDHs）作為OER電催化劑之一，由于其可調(diào)的化學(xué)組分和獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)，制備方法簡(jiǎn)單可靠，有望成為大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的OER電催化劑。NiCo-LDHs被公認(rèn)為是一種很好的OER電催化劑, 但是由于自身結(jié)構(gòu)及導(dǎo)電性的限制，其活性位點(diǎn)暴露并不充分，因而催化活性不能得到最大程度的利用。

　　課題組創(chuàng)新性地采用Ar等離子體，將一維NiCo-LDHs納米線剝離成二維納米薄片，形成三維樹枝狀結(jié)構(gòu)，不僅增加NiCo-LDHs的電化學(xué)活性表面積，而且暴露出更高的Ni³⁺和Co³⁺的活性位點(diǎn)，從而有效提高了NiCo-LDHs的析氧性能。得到的NiCo-LDHs表現(xiàn)出較低的起始電位（1.48 V vs. RHE）和較長(zhǎng)的穩(wěn)定性（6000 循環(huán)，電流密度保持率為82%）。該研究工作為等離子體處理二維材料提供了新方法，為開發(fā)廉價(jià)高性能的氧析出反應(yīng)催化劑提供了新思路。

　　該工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、安徽省杰出青年科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院光伏與節(jié)能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助。

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　　圖1 文章封面

　　圖2 NiCo-LDHs-0min（a,b）和NiCo-LDHs-10min（c,d）的結(jié)構(gòu)表征，(e) NiCo-LDHs-10min的性能測(cè)試