氢能作为一种能量高、洁净的可再次出产的动力遭到广泛重视。经过电化学水解制备氢气是当时研讨热门之一。近年来，全水解电极催化剂的规划制备取得了注目的研讨成果。但是，寻觅能在中性水电解质中一起展示高活性、高安稳性的水氧化和复原非贵金属电催化剂仍然是电解水制氢研讨范畴的一大应战。

　　近来，我国科学技术大学俞书宏教授团队和高敏锐教授课题组选用简略的电化学堆积和固相磷化两步反响，规划并成功制备了镍掺杂的磷化钴（Ni0.1Co0.9P）三元纳米片电催化剂。比较于纯的Ni2P和CoP，掺杂后的资料在中性条件下一起展示出优异的水复原和氧化电催化活性和安稳才能。试验人员将这种三元资料作为中性水全分化电解池的阴极和阳极，发现其功能优于以商业贵金属资料作为电极制备的电解池。研讨成果以“A Janus Nickel Cobalt Phosphide Catalyst for High-efficiency Neutral-pH Water Splitting”为题，宣布在《德国使用化学》杂志上（Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57, 15445 –15449），并被选为Hot Paper和内封底封面。论文的一起榜首作者是我国科大博士研讨生吴睿、西安交通大学肖冰教授和我国科大高强特任副研讨员。

　　研讨人员制备的Ni0.1Co0.9P三元纳米催化剂具有多孔结构，有利于电化学反响中的传质进程。在中性电解液中，其水复原电流密度到达10 mA/cm2时所需电势为125 mV，而其水氧化反响在电流密度到达10 mA/cm2时所需电势为1.79 V，展示出与商业Pt/C和Ir/C电催化相媲美的催化功能。机理研讨标明，这种新式Ni0.1Co0.9P三元纳米片比较于纯的CoP结构，Ni原子的掺杂导致其晶胞产生缩短，然后紧缩Co-P键的键长，引起局域Co氧化态的升高。理论计算成果证明，这种Ni掺杂引起的电子态改变会下降催化剂在中性水氧化和复原反响进程中活性位点与中心产品的吸附自由能，赋予催化剂优异的催化功能。

　　图2.(a-c) Ni0.1Co0.9P三元纳米电催化剂的水氧化和水复原催化活性及其器材功能评价

　　研讨人员进一步将制备的Ni0.1Co0.9P三元纳米催化剂作为双电极构筑了水全分化电解池。试验成果为，在中性水电解质中，该器材功能优于以商业Pt/CIr/C为电极资料构筑的电解池，展示了工业级电解水制氢的潜能。这项工作为开展廉价三元过渡金属磷化物作为电极用以中性水电解制氢供给了新的研讨思路，展示了潜在的商业使用远景。

　　该项研讨得到国家自然科学基金委立异研讨集体、国家自然科学基金要点基金、国家严重科学研讨方案、我国科学院前沿科学要点研讨项目、我国科学院纳米科学杰出立异中心、姑苏纳米科技协同立异中心、合肥壮科学中心杰出用户基金等赞助。

　　（合肥微标准物质科学国家研讨中心、我国科学院纳米科学杰出立异中心、姑苏纳米科技协同立异中心、化学与资料科学学院、科研部）