随着化石燃料的消耗以及引发的情形污染问题 ，寻找替换能源已经成为当今社碰面临的严肃挑战 。为相识决这些问题 ，可再生能源的使用和存储获得越来越多的关注 。水裂解制氢是一种清洁、高效、无污染的可再生能源制取手艺 ，因此被以为是解决能源�；挠杏猛揪� 。然而在产氢和产氧历程中 ，重大的电子转移和缓慢的动力学历程限制了水裂解的大规模应用 。现在 ，商用的电催化剂主要是以金属铂、氧化铱或者氧化钌等贵金属为主 ，腾贵的价钱同样限制了水裂解的应用 。与此同时 ，粉末质料催化剂在使用历程中需要添加有机粘接剂 ，可能会导致系统内阻增大、镌汰使用寿命 ，并且难以循环使用 。因此 ，寻找高效、可重复使用的廉价金属催化剂成为实现水裂解应用的必经之路 。
针对以上问题 ，中佛罗里达大学的Kun Liang博士和Yang Yang教授等人使用简朴有用的电化学要领制备出NiFeOF多孔薄膜催化质料 ，无需使用有机粘接剂和集流体乐成实现了水的全解 。NiFeOF薄膜含有大宗相互毗连的多孔结构 ，增大电化学的活性面积 ，提供更多的反应活性位点 。内部保存的NiFe合金框架提高了质料的导电性 ，增进了电子转移速率和动力学扩散历程 。与此同时 ，Ni元素和Fe元素的协同作用同样提高了催化剂的电化学活性 。到现在为止 ，这是双金属氧氟化物在电催化全解水领域首次的应用报道 。相关研究效果揭晓在ACS Catalysis 上 ，Kun Liang博士为论文的第一作者 ，Yang Yang教授为通讯作者 。
图1. （a）质料制备流程；（b）（c）断面和外貌的SEM成像；（d）（e）原子探针层析显微镜图像（绿色代表Ni原子、紫色代表Fe原子、白色代表O原子、红色代表F原子） 。
通过电化学测试 ，NiFeOF多孔薄膜质料在pH = 14的强碱性电解液中体现出优异的电解水活性 ，在三电极测试系统中获得10 mA•cm-2的电流密度需要295 mV的产氧过电位和253 mV的产氢过电位 。在两电极测试系统下 ，获得10 mA•cm-2的电流密度仅需要1.83V的电压 ，同时体现出超强的稳固性 。该事情为寻找高效可循环使用的廉价金属催化剂提供新的途径 。
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图2. 电化学活性表征：（a）产氧反应的极化曲线；（b）产氢反应的极化曲线；（c）全解水反应的极化曲线；（d）稳固性测试曲线 。
该论文作者为：Kun Liang, Limin Guo, Kyle Marcus, Shou-Feng Zhang, Zhenzhong Yang, Daniel E. Perea, Le Zhou, Yingge Du and Yang Yang