Ni-B与硼酸盐插层Ni(OH)2耦合实现低碱度下高效稳定的电催化与光催化析氢

摘要： 通过水分解将太阳能转化为可储存的化学燃料氢气，亟需开发高效、低成本且稳定的析氢反应（HER）催化剂与系统。实际应用中，HER催化剂需能在弱碱性或中性反应体系中工作。但此类体系中，水分子解离产生质子是限速步骤，可通过在HER催化剂表面负载金属氧化物或氢氧化物来解决。Ni(OH)?是被广泛报道的辅助水分解助催化剂。本研究考察了弱碱性条件下Ni-B@Ni(OH)?（负载Ni(OH)?的Ni-B）作为HER催化剂的性能。值得注意的是，当向反应体系中添加硼酸盐时，所得催化剂Ni-B@Ni(OH)?-BI展现出比Ni-B@Ni(OH)?更优异的HER活性与稳定性。这是因为硼酸根离子能嵌入Ni(OH)?层间，从而增强负载于Ni-B上的Ni(OH)?的质子传输能力与结构稳定性。这些发现为设计弱碱性反应体系中的新型复合析氢催化剂提供了新思路。