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采用含量豐富的元素，通過低成本和簡便的方法制造非貴金屬和高活性電催化材料，以在低過電勢下驅動氧氣析出反應（OER）對于許多先進的能源技術而言非常重要。在此，通過容易的一步熱解法合成分散在氮摻雜碳基質上具有FeNi@氮摻雜石墨烯的非貴金屬催化劑（稱為FeNi@NGE/NC）。在該復合材料中，用少量氮摻雜石墨烯封裝的FeNi合金納米顆粒均勻地錨定在氮摻雜的碳基質上。FeNi@NGE/NC復合材料具有出色的OER電催化性能，在1 M KOH溶液中，10 mA cm^-2下具有275 mV的低過電位，41.2 mV dec^-1的小Tafel斜率和高穩定性。即使在低濃度的堿性溶液（0.1 M KOH）下，它仍然對OER顯示出良好的活性，372 mV的過電位下即可驅動10 mA cm^-2的電流密度。FeNi@NGE/NC復合材料的優異OER性能主要歸因于從FeNi合金到氮摻雜石墨烯殼的快速電子轉移以及由于石墨烯殼和碳基質的保護而具有的高結構穩定性。這項工作可以為大量合成非貴金屬/氮摻雜碳復合電催化劑開辟一種簡便、低成本的方法，以滿足實際應用。

Figure 1. FeNi@NGE/NC復合材料的合成示意圖。


Figure 2. （a-d）FeNi@NGE/NC復合物的TEM圖像；（e，f）具有碳殼和結晶核的FeNi@NGE/NC復合物中納米顆粒的HRTEM圖像；FeNi@NGE/NC的（g）暗場TEM和（h）Ni、（i）Fe、（j）C和（k）N的相應元素映射圖像。


Figure 3. 所制備的產物RuO₂和20％Pt/C在1 M KOH溶液中的電化學OER催化活性：（a）極化曲線和（b）相應的Tafel曲線。


Figure 4. 所制備的產物RuO₂和20％Pt/C在1 M和0.1 M KOH溶液中的OER性能：（a）極化曲線和（b）相應的Tafel曲線。


Figure 5. （a）合成樣品的奈奎斯特圖；插圖：用于擬合實驗數據的等效電路；（b）FeNi@NGE/NC在初始和5000次CV循環后的LSV極化曲線；插圖：i-t曲線。

       相關研究成果于2019年由江蘇大學Xiaoping Shen課題組，發表在ACS Appl. Energy Mater（DOI: 10.1021/acsaem.9b00199）上。原文：Thermal Synthesis of FeNi@Nitrogen-Doped Graphene Dispersed on Nitrogen-Doped Carbon Matrix as an Excellent Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction。