韩晓鹏，邓意达教授AM：一种均匀的NiS0.5Se0.5核壳纳米结构的晶格应变工程作为高效和强劲的全分解水电催化剂- 大数跨境

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韩晓鹏，邓意达教授AM：一种均匀的NiS0.5Se0.5核壳纳米结构的晶格应变工程作为高效和强劲的全分解水电催化剂

科学材料站

2020-09-21

导读：该工作报道了一系列新型可调谐晶格应变NiSXSe1-x NNH纳米材料，不产生异质结构、空位或衬底因素。所制备的具有≈2.7%晶格应变的NiS0.5Se0.5电催化剂表现出最佳的HER和OER性能

文章信息

一种均匀的NiS0.5Se0.5核壳纳米结构的晶格应变工程作为高效和强劲的全分解水电催化剂

第一作者：Yang Wang

通讯作者：韩晓鹏*，邓意达*

单位：天津大学

研究背景

水分解是生产高纯度氢气的最有前途的技术之一，它可以潜在地解决能源和环境问题所面临的困境。不幸的是，水电解槽受到三个基本障碍的阻碍：动力学慢，电极的使用寿命短以及贵金属催化剂的高昂价格。因此，开发低成本、高效率和坚固的电催化剂用于整体水分解是非常紧迫的。目前，过渡金属化合物(TMCs)具有丰富的地球性质、多种氧化还原价和不饱和过渡金属位点，已被广泛研究用于整体水分解。然而，本质上较差的活性和不满意的稳定性极大地阻碍了它们的实际应用。

文章简介

近日，天津大学韩晓鹏，邓意达教授等在国际顶级期刊ADVANCED MATERIALS (影响因子：27.398) 上发表题为“Lattice‐Strain Engineering of Homogeneous NiS0.5Se0.5 Core–Shell Nanostructure as a Highly Efficient and Robust Electrocatalyst for Overall Water Splitting”的研究工作。

该工作通过简单的策略设计和合成一系列晶格应变的均匀NiSXse1-x纳米片@纳米棒杂化物。晶格应变约为2.7%的NiS0.5Se0.5表现出优异的析氢析氧反应活性(HER/OER)，在10mA·cm-2时分别提供70和257mV的低过电位，即使在100mA·cm-2(300小时)的大电流密度下也具有优异的长期耐久性，明显优于其他基准和贵金属催化剂。

实验和理论计算结果表明，产生的晶格应变减少了金属d轨道重叠，导致更窄的带宽和更接近费米能级的d带中心。

本文要点

要点一：该工作报道了一系列新型可调谐晶格应变NiSXSe1-x NNH纳米材料，不产生异质结构、空位或衬底因素。所制备的具有≈2.7%晶格应变的NiS0.5Se0.5电催化剂表现出最佳的HER和OER性能，在10mA·cm-2下的过电位仅为70和257mV，在10甚至100mA·cm-2下保持优异的催化稳定性超过300小时。

要点二：理论计算表明，晶格应变为2.7%的样品表现出良好的氢吸附动力学和较低的OER四步能垒，协同促进了水分解性能。其他因素如增加的固有电子电导率和设计的NNH纳米结构也应该有利于电化学性能的提高。

要点三：总的来说，该工作在原子水平上的晶格应变工程的工作将为清洁能量存储和转换装置的高效和超稳定功能电极材料的合理设计的未来方向提供有价值的指导。

文章链接

Lattice‐Strain Engineering of Homogeneous NiS0.5Se0.5 Core–Shell Nanostructure as a Highly Efficient and Robust Electrocatalyst for Overall Water Splitting

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202000231

通讯作者介绍

韩晓鹏，讲师。

2006.9-2010.7 天津大学化学工程与工艺学士学位；2010.9-2015.7 南开大学材料物理与化学博士学位。研究领域：金属基微纳材料的湿法控形控性制备、表界面调控及物理化学机制、能量储存与转化器件的组装与性能评估。

近五年来，围绕能源新材料的控制合成、表界面调控及电化学器件应用基础研究，在Nat. Commun.、Adv. Mater.、Angew. Chem., Int. Ed.、Adv. Energy Mater.等国际知名期刊发表SCI论文近100篇，其中第一/通讯作者30余篇，包括2篇Adv. Mater.、2篇Angew. Chem., Int. Ed.、4篇Adv. Energy Mater.，SCI总被引3200余次，H-index为27，ESI高被引11篇，封面论文5篇；申请国家发明专利15项，已授权3项；撰写英文著作CRC出版社《Electrolytes for Electrochemical Supercapacitors》英文著作中一章；研究成果被Materials Views China、材料人、新材料、天津大学新闻网等网站专题报道或转载；在国内外学术会议做邀请/口头报告10余次，担任Front. Chem.期刊客座编辑(二区、IF=4.155)。

http://mse.tju.edu.cn/info/1141/1480.htm

邓意达，教授。

1993.09 – 1997.07 海南大学化学工程学士学位；2000.09 – 2003.03 中南大学粉末冶金研究院工学硕士；2003.03 – 2006.09 上海交通大学材料学院工学博士。研究领域：微纳米材料制备，能源材料与电化学研究。

主要学术成就、获奖及荣誉：1.化学镀镍动态控制技术与应用，国家科技进步二等奖，2009，第七完成人。2.自催化化学制备技术及其应用，教育部科学技术进步一等奖，2007，第五完成人。3.化学镀镍动态维护与应用技术，腐蚀与防护学会科技进步一等奖，2007，第三完成人。

http://mse.tju.edu.cn/info/1141/1485.htm