Двуфункциональные электрокатализаторы из наночастиц оксидов недрагоценных металлов, полученные методом литий-индуцированной конверсии для полного разложения воды

Разработка доступных в земной коре, активных и стабильных электрокатализаторов, работающих в одном и том же электролите для разложения воды, включая реакцию эволюции кислорода и реакцию эволюции водорода, имеет важное значение для многих процессов преобразования возобновляемой энергии. Здесь мы демонстрируем повышение каталитической активности при электрохимическом превращении наночастиц оксидов переходных металлов (оксиды железа, кобальта, никеля и их смешанные оксиды) (~20 нм) в ультра-мелкие частицы диаметром 2–5 нм посредством литий-индуцированных реакций конверсии. В отличие от большинства традиционных химических синтезов, этот метод сохраняет отличную электрическую взаимосвязь между наночастицами и приводит к большой удельной поверхности и множеству каталитически активных центров. Мы показываем, что литий-индуцированные ультра-мелкие наночастицы NiFeOx являются активными двуфункциональными катализаторами, обладающими высокой активностью и стабильностью для полного разложения воды в щелочной среде. В двухэлектродной конфигурации в 1 М KOH мы достигаем тока разложения воды 10 mA cm(-2) при всего 1.51 В более 200 ч без деградации, что превосходит комбинацию иридия и платины в качестве эталонных катализаторов.