林健健&周伟家Small：Co@Zn-N-CNTs电催化剂助力HER

过渡金属基碳纳米材料作为高效电催化剂的合理设计仍然是电化学经济制氢的关键挑战。碳纳米管（CNTs）作为一种极具吸引力的电催化剂，通常被非金属掺杂剂活化以提高其催化性能。然而，很少研究CNTs的金属掺杂或金属/非金属共掺杂。

基于此，青岛科技大学林健健教授和济南大学周伟家教授（共同通讯作者）等人报道了一种利用ZnCo₂O₄双金属氧化物模板，将Zn和N均匀掺杂到Co纳米颗粒嵌入碳纳米管中，形成Co@Zn-N-CNTs电催化剂。

在CNTs的形成过程中，锌（Zn）原子从ZnCo₂O₄挥发，原位涂覆到碳骨架中。特别是由于Zn的电负性较低，电子很容易从Zn转移到碳原子上，从而为碳层产生了较高的电子密度，进而为氢还原提供了更有利的催化位点。

实验测试发现，Co@Zn-N-CNTs催化剂在0.5 M H₂SO₄电解液中表现出较强的析氢反应（HER）活性，在电流密度为1 mA cm^-2时的起始电位为- 20 mV，在10 mA cm^-2时的过电位为67 mV，Tafel斜率仅为52.1 mV dec^-1，并具有持久的长期稳定性。该研究为利用Zn作为电子调节剂和活性促进剂设计高效电催化剂提供了全新的见解。

Enhanced Hydrogen Evolution Reaction over Co Nanoparticles Embedded N-Doped Carbon Nanotubes Electrocatalyst with Zn as an Accelerant. Small, 2022, DOI: 10.1002/smll.202204827.

https://doi.org/10.1002/smll.202204827.