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反钙钛矿氮化物CuNNi3自支撑电极制备及电催化性能OA

Preparation and electrocatalytic performance investigation of self-supported electrodes based on antiperovskite nitride CuNNi3

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为扩大非贵金属电催化材料的种类,解决传统粉末催化剂存在的制备复杂、成本高、电化学性能差等问题,通过在三维导电基底泡沫镍(NF)上生长新型非贵金属反钙钛矿CuNNi3,制备了CuNNi3/NF自支撑电极.该结构增强了电极的电导率,并极大提高了电催化分解水的反应速率和稳定性.进一步对CuNNi3/NF进行结构组成和微观形貌的表征和分析,并采用多种电化学测试手段评估材料的电化学性能.实验结果表明,CuNNi3/NF在析氢反应(HER)和析氧反应(OER)中均表现出良好的电催化活性,在 10 mA·cm-2 的电流密度下的HER和OER过电位分别仅需 135、394 mV,在 25 h的计时电位测试中表现出良好的稳定性.所组装的对称全分解水装置在 10 mA·cm-2 的电流密度下的工作电压只需 1.80 V,并表现出长时间稳定的全水分解电压.结果表明,CuNNi3/NF自支撑电极具有良好的电催化性能.

To broaden the range of non-noble metal electrocatalytic materials and address issues such as complex preparation,high cost,and poor electrochemical performance of traditional powder catalysts,a novel non-noble metal antiperovskite,CuNNi3,was grown on three-dimensional conductive nickel foam(NF),forming a CuNNi3/NF self-supported electrode.This structural enhance-ment improves the electrode's conductivity,significantly boosting the reaction rate and stability of electrocatalytic water splitting.Further characterization and analysis of the composition and microstructure of CuNNi3/NF were conducted,and various electro-chemical testing methods were employed to evaluate the material's electrochemical performance.Experimental results indicate that CuNNi3/NF not only exhibits excellent electrocatalytic activity for both hydrogen evolution reaction(HER)and oxygen evolution re-action(OER)with overpotentials of only 135 mV and 394 mV at a current density of 10 mA·cm-2,respectively,but also demon-strates good stability within a chronopotentiometric stability test of 25 hours.The symmetric overall water-splitting device requires only 1.80 V at 10 mA·cm-2 and maintains a stable operating voltage over long-term operation.These findings indicate that the CuN-Ni3/NF self-supported catalyst possesses excellent electrocatalytic performance.

渠靖;王凤;甘伟江;郝成罡;陆科呈;邓健秋;王仲民

桂林电子科技大学 广西电子信息材料构效关系重点实验室,广西 桂林 541004桂林电子科技大学 广西电子信息材料构效关系重点实验室,广西 桂林 541004广西科学院 高性能材料研究所,南宁 530000||广西科学院 非粮生物质酶解国家重点实验室,南宁 530000广西科学院 高性能材料研究所,南宁 530000||广西科学院 非粮生物质酶解国家重点实验室,南宁 530000广西科学院 高性能材料研究所,南宁 530000||广西科学院 非粮生物质酶解国家重点实验室,南宁 530000桂林电子科技大学 广西电子信息材料构效关系重点实验室,广西 桂林 541004桂林电子科技大学 广西电子信息材料构效关系重点实验室,广西 桂林 541004||广西科学院 高性能材料研究所,南宁 530000||广西科学院 非粮生物质酶解国家重点实验室,南宁 530000

通用工业技术

自支撑电极反钙钛矿析氢反应析氧反应水分解

self-supported electrodeantiperovskitehydrogen evolution reactionoxygen evolution reactionwater splitting

《桂林电子科技大学学报》 2026 (1)

98-104,7

广西信息材料重点实验室开放基金(221009-K,221011-K)

10.16725/j.1673-808X.2023230

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