用于电催化应用的激光诱导水热生长

在 2023 年 11 月 1 日《国际极限制造杂志》杂志上发表的新研究中，来自英国和中国的研究人员报告了一种基于激光诱导水热反应 (LIHR) 机制的新技术，用于二元金属氧化物纳米结构和层状结构的生长-用于电催化应用的泡沫镍上的双氢氧化物。

通过水分解大规模电化学生产氢气需要开发电催化剂来克服析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的动能障碍。电催化剂需要活性、稳定且低成本。在各种候选催化剂中，非贵金属镍基催化剂，特别是 Ni-Mo 催化剂，在碱性 HER 中获得了广泛认可，而基于过渡金属(Fe、Co、Ni)的层状双氢氧化物(LDH)在碱性 OER 催化剂中获得了广泛认可。媒体。

然而，这些电催化剂通常通过水热或溶剂热方法合成，需要高压釜和溶剂，而且耗时且需要高能量输入。

为了应对这些挑战，率先采用激光合成电催化剂的团队进一步开发了这种传统水热处理的替代途径，即对浸入含有金属盐前体的液体中的基材进行激光照射。当激光束在液体(含有Ni/Mo或Fe/Ni前驱体)与镍基体的界面相互作用时，产生高温高压的条件，满足金属氧化物在基体上生长的要求， NiMoO 4纳米片或NiFe层状双氢氧化物通过水热反应机制发生在泡沫镍上。

第一作者、曼彻斯特大学的Yang Sha博士表示：“LIHR生产的这种纳米结构对整体水分解表现出优异的催化活性，更重要的是，在工业电流密度下具有优于大多数已报道催化剂的耐久性。 ，和商业贵金属催化剂。此外，LIHG将生产率提高了19倍以上，但仅消耗传统水热法实现相同产量所需总能源的27.78%”。

中国科学院宁波材料技术与工程研究所的朱刘教授评论道：“LIHR由Yeo等人于2013年首次报道。通过光热反应产生局部氧化锌纳米线。该技术快速、通用、可扩展且经济高效，能够直接合成金属氧化物纳米结构。然而，这项技术尚未得到充分研究，其潜在应用仍有待探索。我们希望这项研究为快速合成独立式电催化电极提供一条新途径。我们继续扩展其应用，包括用于钙钛矿太阳能电池的纳米结构金属氧化物(ZnO、SnO 2)薄膜的 LIHR 生长”。

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