OFweek氢能网讯：近日，阿肯色大学（University of Arkansas）、布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Lab）和阿贡国家实验室（Argonne National Lab）研究人员发表在Nanoscale杂志上的论文表示，在电解水生产氢燃料的过程中，以镍和铁构成的纳米颗粒作为催化剂，比其他更昂贵材料更有效。
“控制纳米催化剂的三维形貌是改善电解过程中氧演化反应（OER）动力学缓慢的重要途径之一，但目前尚未得到充分的研究。
我们在研究中发现了基于有机金属配合物热分解的可扩展的、基于石油的方法，以生产高度均匀的Ni － Fe基纳米催化剂，具有明确的形貌（即Ni － Fe核－壳、Ni／Fe合金和Fe－ Ni核－壳）。透射电镜观察其形貌和成分为NiOx － feo ／NiOx核－混合壳、NiOx／FeOx合金、FeOx － NiOx核－壳。”
研究员瑞安·曼索介绍：“镍从非晶态镍基核向氧化铁壳层扩散，使NiOx － NiOx／FeOx核－ FeOx混合壳层结构成为最活跃、最稳定的纳米催化剂，优于预期OER活性的NiOx／FeOx合金纳米颗粒。”
研究表明，混合NiOx／FeOx合金组分的化学环境对提高OER的电催化活性至关重要，三维形貌对优化OER的电催化活性和纳米催化剂的稳定性起着关键作用。
阿肯色州大学的研究人员陈精益（音译）、物理化学副教授 Lauren Greenlee、化学工程助理教授和他的同事们发现，当镍铁核周围的铁镍壳组成的纳米粒子应用于该过程时，它们与氢和氧原子减弱键，通过更容易产生氧来提高反应效率。事实上，镍和铁也比其他由稀有材料制成的催化剂便宜。
“基于有机金属配合物的热分解，我们开发了一种可伸缩的、基于石油的合成方法，该方法可以控制镍铁基纳米催化剂的形貌和结晶相。通过顺序或同时注入，合成了具有不同形貌的高度均匀的Ni － Fe基纳米结构（即Ni － Fe核壳、Ni／Fe合金和Fe－ Ni核壳）。”
瑞安·曼索补充：“NiO x核心的无定形、无序性质，似乎与α－Ni（OH）2最相似，允许Ni扩散到FeO x中，用于NiO x －NiO x ／ FeO x核心混合壳纳米粒子。合成的混合金属氢氧化物／氧化物壳层提供了最有效和稳定的纳米催化剂，其性能优于预期OER活性为1：1的NiOx／FeOx合金纳米颗粒。
这些发现强调，不仅结晶性，而且金属种类、无序性和组成的三维形态、相和化学环境都能显著影响纳米催化剂对碱性OER的电催化活性和稳定性。”
