on style="white-space: normal; margin-bottom: 20px; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">水分解和金属空气电池是缓解能源问题的两种有前途的能源技术。析氢反应(HER)、析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)是上述能源技术中的三个关键反应。然而，由于实际工作中的高过电位导致HER/OER/ORR动力学缓慢，极大地限制了工作效率。因此，能够可逆地催化氧和氢电催化的低成本、稳定的催化剂对于提高水分解和可充电金属空气电池的效率是必不可少的。基于此，南京航空航天大学彭生杰、李林林和天津大学韩晓鹏等通过水热-硒化-杂化策略在CC上连续生长3D强耦合三元杂化纳米结构阵列(HNA)(CoSe2@CoNi LDH HNA)，其中分支和排列的CoSe2纳米管被CoNi LDH纳米片覆盖。
CoSe2纳米管阵列(B-CoSe2)和CoNi LDH纳米片之间的中空结构和强耦合效应使CoSe2@CoNi LDH HNA具有良好的物质传输能力、快速动力学以及丰富的活性位点。因此，CoSe2@CoNi LDH HNA显示出高效的OER(240 mV@10 mA cm-2)、HER(100 mV@10 mA cm-2)和ORR(E1/2为0.81 V)催化活性。此外，以CoSe2@CoNi LDH HNA作为电极的水电解槽仅需1.58 V即可达到10 mA cm-2的电流密度；基于CoSe2@CoNi LDH的锌-空气电池显示出181.5 mW cm-2的高功率密度，优于Pt/C催化剂(142.2 mW cm-2)。实验结果和密度泛函理论(DFT)计算表明，优异的电化学性能归因于CoSe2中空纳米管和 CoNi LDH纳米片之间的异质界面、有利的分支形态导致CoSe2@CoNi LDH HNA的3D中空结构具有加速的反应动力学、丰富的活性位点和对反应物的合理吸附能。预计这项工作可以为各种能量存储和转换技术的高效多功能电催化剂的合理设计和结构工程提供策略。Heterointerface Engineering of Hierarchically Assembling Layered Double Hydroxides on Cobalt Selenide as Efficient Trifunctional Electrocatalysts for Water Splitting and Zinc-Air Battery. Advanced Science, 2022. DOI: 10.1002/advs.202104522
