基于过渡金属电子自调控的三元合金硒化物FeNiCoSe2高效全解水催化机制研究

本文推荐：作者通过共硒化反应制备了三元合金硒化物FeNiCoSe2，利用过渡金属（Fe/Co/Ni）间的电子自调控效应优化表面电荷分布，显著提升电催化活性。该催化剂在HER（析氢反应）和OER（析氧反应）中分别仅需138 mV和196 mV过电位（10 mA cm?2），全解水电压低至1.54 V，并展现40小时稳定性。其优异性能源于多组分协同效应、不规则多面体结构增大的电解质接触面，以及电子重排促进的快速电荷转移，为开发高效过渡金属基催化剂提供了新策略。

　　

Highlight

我们通过一步溶剂热法合成了三元合金FeNiCoSe₂。结构分析表明其呈现纳米花状结构，能产生大量表面活性位点，显著提升催化反应动力学。三元合金中不同组分间的强相互作用被证实，其电子耦合效应可有效调控电子结构，加速电极间电荷转移，从而促进HER和OER的催化反应进程。

Morphological and structural characteristics

如图2a所示，CoSe₂的XRD衍射峰（33.72°、46.65°等）与标准卡片JCPDS#09–0234的(210)、(221)晶面匹配，而NiSe₂的衍射峰（33.16°、45.12°等）对应JCPDS#41–1495的晶面。FeNiCoSe₂的衍射峰（29.11°、31.13°等）显示三元合金的独特晶体结构，其不规则多面体形貌通过增加电解质接触面积，显著提升电化学活性和全解水稳定性。

Conclusion

本研究通过过渡金属共硒化策略制备的FeNiCoSe₂展现出卓越的双功能催化性能。Fe、Co、Ni原子间的电子自调控改变了材料电子结构，促进FeSe₂、CoSe₂和NiSe₂间的电子转移。该工作为开发高效、绿色且稳定的过渡金属硒化物全解水催化剂提供了新思路。