通过双功能镍/还原氧化石墨烯纳米片的光热效应增强电催化水分解活性

摘要： 电催化水分解在制氢燃料方面具有巨大潜力，但其广泛应用受限于高能量损耗和缓慢的反应动力学。采用合适的电催化剂可降低过电位并加速反应。当前研究主要集中于调控电催化剂，但性能还取决于其他参数。因此，开发通过整合其他驱动力（尤其是可再生能源驱动力）来提升电催化效率的策略备受关注。本研究提出一种光热效应驱动策略，用于增强镍/还原氧化石墨烯（记为Ni/RGO）双功能电催化剂在析氢反应（HER）和析氧反应（OER）中的活性。光照条件下（10 mA/cm2电流密度时HER和OER过电位分别降低49 mV和50 mV），Ni/RGO复合材料表现出显著的性能提升。研究发现这种电催化活性的改善源于Ni/RGO的光热效应，该效应能有效促进电催化反应的热力学与动力学过程。此外，光热效应诱导的电催化增强表现出良好稳定性，显示出实际应用的广阔前景。