用于HER的稳定、低成本的无金属电催化剂硼氮化物BxCyNz

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Pt或Pt族金属（PGM）由于其低过电位和较大的电流密度而已广泛用于析氢反应（HER）。然而，它们缺乏对催化剂毒物（如CO）的固有耐受性和电化学环境中的稳定性。此外，它们的高成本和有限的可用性也是缺点。显然，需要用成本较低且易于合成的催化剂代替Pt或PGM催化剂。在这种情况下，非贵金属催化剂特别是碳基材料已经成为研究的焦点。BCN是一种低成本材料，有潜力取代Pt基电催化剂。Chhetri M等人通过尿素法将所需量的硼酸，尿素和活性炭逐步混合，在离子水中溶解，将其在80℃下加热。在N₂气氛下在900℃下退火10小时，用NH₃在900℃处理4小时制备了硼碳氮化物（BCN），并对BCN的HER电催化性质做了研究。首次发现BCN是高效的HER电催化剂，其起始电位为-56 mV（vs RHE），电流密度为10 mA/cm²时的过电位为70 mV（vs RHE），显示出与Pt相当的非凡的电催化活性。该成果发表在Energy & Environmental Science, 2016, 9上。

（a）BCN的TEM图像显示了薄片的形态。（b）富碳B_xC_yN_z片的示意图，描述了B和N与碳网络的结合

简报作者: 刘芳责任编辑：张军