两步水热法合成高分散性的NiMo@rGO纳米颗粒析氢催化剂

氢能具有能量密度高、无碳无污染等诸多优点,被视为最具前景的清洁能源之一。阴离子交换膜（AEM）电解水制氢结合了碱性电解水的非贵金属催化剂成本低,以及质子交换膜电解水（PEM）结合可再生能源、高纯度的优点,具有良好的应用前景。而设计高性能非贵金属析氢催化剂对于AEM电解水制氢技术的产业化至关重要。石墨烯作为一种二维层状结构材料,具有优异的导电性和比表面积,是可用于析氢催化剂材料的优异载体。本文采用两步水热法在还原氧化石墨烯（rGO）载体上负载了镍钼纳米颗粒,成功制备出NiMo@rGO复合材料。表征结果显示NiMo@rGO具有不规则的层状结构,而NiMo颗粒在rGO上均匀分布。其中性能最好的NiMo@rGO-1在1 M KOH溶液中分别以−10 mA/cm2和−50 mA/cm2电流密度电解,对应析氢过电位仅为93 mV和180 mV。在恒电流电解测试中运行32 h仍保持稳定。催化剂的良好性能可归因于rGO有效阻止了NiMo纳米颗粒的团聚并与NiMo纳米颗粒协同作用。同时该复合材料具有高本征活性、大比表面积以及低电阻的特性。本文为制备高性能低成本的电解水析氢催化剂提供了可靠方案。