中南林业科技大学卿彦、许瀚、陈沙EEM：木材衍生电催化剂电子结构调控与多级传质通道的协同构筑助力高效析氧

本研究报告了中南林业科技大学团队在Energy & Environmental Materials上发表的研究。背景：化石燃料枯竭导致能源危机，发展绿色氢能是关键，但电解水制氢中阳极氧析出反应（OER）动力学缓慢，且传统贵金属催化剂成本高、储量少，而过渡金属磷化物虽具潜力但存在活性与稳定性不足的缺陷，粉体催化剂也有活性位点损失和传质受阻的问题。研究目的：利用天然木材作为绿色可再生基底，通过同步碳化-磷化工艺，在P掺杂碳化木材（PCW）框架上负载Cr掺杂和PNC包覆层调控的纳米片阵列（Cr-Co2P@PNC），构建自支撑复合电催化剂。旨在通过Cr掺杂和P、N共掺杂碳包覆层协同作用精准调控电子结构，并利用木材多级孔道结构促进传质，以解决上述问题。结论：该复合催化剂在50 mA cm-2电流密度下过电位仅283 mV，Tafel斜率68.6 mV dec-1，能稳定运行100小时且电位增长仅4.5%。作为阳极组装AEM电解槽后，可在1.87 V下达到500 mA cm-2并长期稳定。这项工作展示了电子结构调控与多级传质通道协同优化OER性能的策略，为基于可再生木材基质的催化剂设计提供了新视角。