Activating Interfacial Electron Redistribution in Lattice‐Matched Biphasic Ni3N‐Co3N for Energy‐Efficient Electrocatalytic Hydrogen Production via Coupled Hydrazine Degradation

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作者
Xiaoli Wang,Huashuai Hu,Xiaohui Yan,Zhaorui Zhang,Minghui Yang
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:63 (19): e202401364-e202401364 被引量:43
标识
DOI:10.1002/anie.202401364
摘要

The development of high-purity and high-energy-density green hydrogen through water electrolysis holds immense promise, but issues such as electrocatalyst costs and power consumption have hampered its practical application. In this study, we present a promising solution to these challenges through the use of a high-performance bifunctional electrocatalyst for energy-efficient hydrogen production via coupled hydrazine degradation. The biphasic metal nitrides with highly lattice-matched structures are deliberately constructed, forming an enhanced local electric field between the electron-rich Ni3N and electron-deficient Co3N. Additionally, Mn is introduced as an electric field engine to further activate electron redistribution. Our Mn@Ni3N-Co3N/NF bifunctional electrocatalyst achieves industrial-grade current densities of 500 mA cm-2 at 0.49 V without degradation, saving at least 53.3 % energy consumption compared to conventional alkaline water electrolysis. This work will stimulate the further development of metal nitride electrocatalysts and also provide new perspectives on low-cost hydrogen production and environmental protection.
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