Fe2P-Co2P/NPC助力高效耐用的AEMWE！

阴离子交换膜水电解槽（AEMWE）中的碱性析氢反应（HER）是一种很有前途的大规模工业制氢气方法，但由于无法在安培级电流密度下持续地在低过电位下操作HER催化剂，严重阻碍了其发展。

基于此，云南大学胡广志教授等人报道了一种通用配体交换（MOF-on-MOF）调制策略，并合成了超细Fe2P和Co2P纳米颗粒，锚定在N和P-双掺杂的碳多孔纳米片上（Fe2P-Co2P/NPC）。Fe2P-Co2P/NPC催化剂只需要175 mV的低过电位就能达到1000 mA cm-2的电流密度。其中，太阳能驱动的水电解系统实现了创纪录的稳定的太阳能-氢转换效率，达到20.36%。此外，该催化剂可以在实际的AEMWE中稳定地以1000 mA cm-2的速度运行1000 h。

VASP解读

通过DFT计算，作者研究了Fe2P-Co2P/NPC催化剂的催化机理。与Fe2P/NPC和Co2P/NPC的电子分别富集在Fe和Co位点不同，Fe2P-Co2P/NPC的电子密度通过从Fe和Co原子向P原子的电子流逆转而在P位点重新分布和富集，可能导致氢中间体吸附较弱。Fe2P-Co2P/NPC的界面区域可以积累大量的电子，有利于反应物与Fe2P-Co2P/NPC表面的界面反应性。

此外，Fe2P/NPC、Co2P/NPC和Fe2P-Co2P/NPC的投影态密度（PDOS）显示，Fe2P/NPC、Co2P/NPC和Fe2P-Co2P/NPC由于适当的费米能级而表现出优异的导电性。三种体系中Fe2P-Co2P/NPC的费米能级DOS值最高，表明其电导率最大。Fe2P-Co2P/NPC中Fe和Co的d带中心比Fe2P/NPC中的Fe和Co的d带中心和Co2P/NPC中的Co的d带中心离费米能级远，与中间体的结合较弱。结果表明，经过快速配体交换反应，Fe2P-Co2P/NPC比Fe2P/NPC和Co2P/NPC更有效地优化了Fe和Ni原子的电子态，显著提高了其HER催化活性。

MOF-on-MOF-Derived Ultrafine Fe2P-Co2P Heterostructures for High-Efficiency and Durable Anion Exchange Membrane Water Electrolyzers. ACS Nano, 2023, DOI: ht-tps://doi.org/10.1021/acsnano.3c09020.