一类新型Zn_1-xFe_x-氧硒化物与Zn_1-xFe_x-层状双氢氧化物纳米结构材料，具有卓越的双功能氧析出与氢析出电催化活性，可用于整体水分解

摘要： 通过电解法实现可扩展且具成本效益的氢燃料生产，需要高效且地球储量丰富的析氧反应（OER）和析氢反应（HER）催化剂。本研究首次报道了在泡沫镍上合成片状Zn1-xFex氧硒化物与Zn1-xFex层状双氢氧化物（LDH）。水热合成的Zn1-xFex-LDH/泡沫镍通过乙二醇辅助溶剂热法成功转化为Zn1-xFex氧硒化物/泡沫镍。电催化剂的阴离子调控改变了其电子特性，从而增强了电催化活性。所制备的Zn1-xFex-LDH/泡沫镍在20 mA cm?2电流密度下展现出极低的OER过电位263 mV和10 mA cm?2时221 mV的HER过电位。值得注意的是，硒化后OER过电位降至256 mV，而经稳定性测试后Zn1-xFex氧硒化物/泡沫镍的HER过电位从238 mV降至10 mA cm?2时的202 mV。该材料在高达50 mA cm?2的超高电流密度下仍表现出优异的双功能催化活性与耐久性。更重要的是，当将其作为阴阳极用于全解水电解槽时，Zn1-xFex氧硒化物/泡沫镍(+)∥Zn1-xFex氧硒化物/泡沫镍(-)组合在10 mA cm?2下仅需1.62 V电压。这种阴离子掺杂/取代方法具有创新性，是开发高效双功能电催化剂的有效策略。