一种高效耐用的水分解系统：铂亚纳米团簇功能化镍铁层状双氢氧化物作为阴极，分级镍铁硒化物作为阳极

摘要： 开发高效且成本效益显著的析氢反应（HER）和析氧反应（OER）催化剂仍是实现高效水电解槽应用的重大挑战。本研究设计了一种在碱性溶液中运行的高效耐用水分解系统：以碳纤维布负载的超低铂含量（1.56 wt%）亚纳米铂团簇功能化镍铁层状双氢氧化物纳米片（Pt-NiFe LDH/CC）作为阴极，以碳纤维布负载的富边缘（Ni0.77Fe0.23）Se2纳米片（(Ni0.77Fe0.23)Se2/CC）作为阳极。对于HER，三维Pt-NiFe LDH/CC电极在仅28 mV的超低过电位下即可驱动10 mA cm-2的电流密度；对于OER，富边缘结构的(Ni0.77Fe0.23)Se2/CC电极仅需228 mV的小过电位就能达到10 mA cm?2的电流密度，其塔菲尔斜率低至69 mV dec?1。更重要的是，组装的Pt-NiFe LDH/CC || (Ni0.77Fe0.23)Se2/CC水分解电解槽在1.57 V的低槽压下即可实现30 mA cm?2的高电流密度，优于商用20 wt% Pt/C与RuO2电极组装的电解槽（1.62 V实现30 mA cm?2）。此外，该电解槽在高达50 mA cm?2的电流密度下仍能稳定运行超过40小时，展现出全水分解实际应用的巨大潜力。