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摘要:
探索和开发低成本、高活性的非贵金属析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction, HER)电催化剂,对于电解水的实际应用具有重要意义但仍具有挑战性。本文采用化学沉积法在三维的泡沫镍基底上制备了原位生长的稀土(Rare Earth, RE)复合催化电极(Ni-Co-B-Yb/NF),对催化电极的结构和形貌进行了表征,并研究其在1 mol·L−1 KOH溶液中的析氢性能。结果表明,添加Yb可使电极的形貌及电子结构发生改变,改善催化剂材料的HER催化性能。当Yb和Co浓度分别为3 g·L−1和5 g·L−1时,Ni-Co-B-Yb /NF表现出最佳的析氢性能。当电流密度为10 mA·cm−2时,析氢过电位为57 mV,Tafel斜率仅为73 mV·dec−1,此外,经过100 h长期稳定性测试和2000次循环伏安(Cyclic voltammetry,CV)测试后,该催化剂表现出良好的电化学稳定性。实验结果表明:Yb的引入可以提升Ni-Co-B材料的HER催化性能,且Yb和Co浓度的改变对电催化性能影响较大。这项工作丰富了稀土复合催化剂在电解水催化方面的知识。