香港理工:Fe4.4Ni17.6Se16 NiSe催化剂可提高产氢气效率

（a）透射电子显微镜（TEM）和（b）FNS /NiSe复合物的相应高分辨率TEM图像。

（c）FNS /NiSe复合材料的Fe，Ni和Se的明视场TEM图像和EDX元素映射（比例尺：300微米）

廉价并且有效的水分解所产生氢气（能源）和氧气可以支撑未来可持续能源经济的发展。但是，尽管水分解是一种生产氢气的有效方法，但该反应（放氧反应，OER）是缓慢的，因此该反应常常需要催化剂。贵金属（铂）电催化剂虽然有效，但价格昂贵，催化金属资源匮乏。相反，该反应的研究的重点是更丰富的催化剂替代品，如过渡金属，铁（Fe）、镍（Ni）和钴（Co）。

来自香港理工大学及其深圳研究所的研究人员已经开发了一种基于过渡金属硒化物的混合电极材料。

研究人员Sainan Ma和Yuen Hong Tsang解释道：“昂贵的贵金属基电催化剂通常用于OER，但我们提出了一种简单的方法来生产低成本的电催化剂。”

通过多孔Fe-Ni合金泡沫的一步热硒化工艺，形成了混合电催化剂NiSe和Fe4.4Ni17.6Se16。利用高分辨电子显微镜和元素分析表明该杂化物Fe4.4Ni17.6Se16在整个NiSe中均匀分布。

研究人员说，自支撑多孔材料非常耐用，并且在碱性条件下显示出非常有效的催化活性。在低过电位242mV和282mV的情况下，电催化剂可以分别达到100 mA cm-2 和500 mA cm-2的电流密度。这些数值与碱性电解质中OER电催化剂的大多数催化数值相比之下更突出。

Ma and Tsang指出：“Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe 复合泡沫可直接用作OER电极，而大多数现有的电催化剂为粉末状，制成电极时不稳定。”

研究人员认为，Fe4.4Ni17.6Se16/NiSe复合泡沫的三维多孔物理结构是其催化效果的关键。他们认为杂化材料中的异质界面诱导富含金属的缺陷，这有助于氧离子的吸收和OER的中心O-OH键的形成。此外，在电化学过程中杂化物的多孔性质能够有效地释放产生的O2 气泡。

Ma and Tsang说：“我们相信这种材料具有实际应用，因为与贵金属基催化剂相比，该催化剂耐久性良好且成本相对较低。”