【摘 要】
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近年来,由于石油、煤炭等化石燃料的大量消耗,地球资源日益短缺、环境污染日趋严重,亟需寻找环保高效的可再生能源来替代化石能源。氢气是一种具有高能量密度的新兴能源载体。目前,电解水制氢是人们最关注的规模化制氢方法,其中涉及到两个反应:发生在阴极的析氢反应（HER）和发生在阳极的析氧反应（OER）。贵金属Pt、Ir或Ru的氧化物分别具有最高的析氢和析氧反应本征催化活性,但是其昂贵的成本、稀缺的地球储量限
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近年来,由于石油、煤炭等化石燃料的大量消耗,地球资源日益短缺、环境污染日趋严重,亟需寻找环保高效的可再生能源来替代化石能源。氢气是一种具有高能量密度的新兴能源载体。目前,电解水制氢是人们最关注的规模化制氢方法,其中涉及到两个反应:发生在阴极的析氢反应（HER）和发生在阳极的析氧反应（OER）。贵金属Pt、Ir或Ru的氧化物分别具有最高的析氢和析氧反应本征催化活性,但是其昂贵的成本、稀缺的地球储量限制了它们的广泛应用,亟需寻找新型非贵金属材料取代贵金属材料以降低催化材料的成本、提升电催化性能,本文围绕纳米多孔非贵金属间化合物开展了以下两项工作:（1）通过熔炼、熔融纺丝的方法合金化制备NiMoAl前驱体,再以化学脱合金法可控合成自支撑纳米多孔MoNi4/Ni电极。该电极具有双模式孔结构,能促进催化反应过程中电解液的传质与电子的传输,且MoNi4金属间化合物具有优异的本征析氢反应催化活性。因此,在1 M KOH电解液中,该复合电极达到100 mAcm-2的电流密度仅需要70 mV的过电势,Tafel斜率低至40 mVdec-1,表明其具有快速的反应动力学。此外,由于金属间化合物晶体结构有序,热力学稳定性高,该金属间化合物/金属复合电极材料在250 h的稳定性测试中能够保持恒定的电流密度,可以满足实际应用对催化材料耐久性的要求。（2）应用简单的熔炼、熔融纺丝和脱合金的方法,可控制备了自支撑纳米多孔Cr1.12Ni2.88/Ni金属间化合物/金属复合催化材料。该复合材料具有的双模式孔结构,不仅能改善物质传输和电子转移,还增加活性位点数量,提高活性位点利用率。该电极材料在1 M KOH的碱性电解液中达到100 mAcm-2的析氢反应电流密度需要88 mV的过电势,Tafel斜率为42 mVdec-1,且稳定性优异。此外,该电极还可以作为析氧反应的电极,具有双功能特性。
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