可再生电解烃被认为是大规模高纯度制氢的最可行策略之一。为了电解质氢气，人们在电解槽的开发上投入了大量的精力，如液电解碱电解，高温固体氧化物电解，质子交换膜电解和阴离子交换膜电解。然而，淡水短缺可能成为淡水电解工业化的瓶颈。碱性条件下的海水水解为大规模可持续高纯度氢气生产提供了传统淡水电解的有吸引力的替代方案。然而，活性电催化剂的缺乏严重阻碍了该技术的工业应用。
天津大学学者报道，电化学脱盐系统制备的碳掺杂纳米多孔磷酸钴（C-Co2P）可作为氢气分析反应（HER）的电催化剂。在10 mA cm-2（1M KOH）的电流密度下，C-Co2P具有30 mV的过级膨胀，并且在含有氯化钠，氯化镁和氯化钙混合物的人造碱性海电解质中具有令人印象深刻的催化活性和高电流密度的稳定性。实验分析和密度一般字母理论计算表明，电子负性强、原子半径小的C原子可以调节Co2P的电子结构，导致Co-H键的减弱，从而促进其动力学。此外，C掺杂通过形成C-Had中间体引入了两步氢转移途径，从而减少了水的退役基础。本文的研究为海解大规模制氢的发展提供了新的视角。该文章发表在《先进材料》杂志上，标题为"纳米多孔磷化钴碳掺杂用于碱性析氢反应的电子结构调制"。
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https://doi.org/10.1002/adfm.202107333
图1.a）纳米多孔C-Co2P电催化剂的制备图谱.扫描镜像 b） 表面， c） 横截面， d） 透射电镜图像， e） 高温透射电镜图像， f） 纳米多孔 C-Co2P 元素分布.
图2.a） Co2P和C-Co2P电催化剂的XRD图.C-Co2P 和 Co2P 的 XPS 频谱 b） Co 2p 和 c）P 2p. D） 用于 C-Co2P 和 Co2P 的 UPS 频谱。
图 3.a） 1MKOH 中的 C-Co2P、Co2P 和 Pt/C 催化剂极化曲线，b） 过电位比较和 c） Tafel 图。d） C-Co2P催化剂与先前报道的过渡金属基催化剂在碱性条件下的性能比较.e） 催化剂在模拟碱性海水中的极化和恒流曲线，含1M KOH、0.5M NaCl×41.2×10~3 M MgCl2和12.5~3 M CaCl2.
图 4.A）她在Co2P（211）和C-Co2P（211）表面上的自由能图。B）Co2P和C-Co2P表面质子传输路径的相对能量图。C）Co2P和C-Co2P在Co 3d轨道PDO的活跃中心。D） Co2P 和 C-Co2P 上 Co 活动中心电荷密度的同位线图。E）基于密度一般字母理论的C-CO2P增强水解和氢释放能力示意图。
综上所述，脱硫法制制备的碳掺杂纳米多孔磷酸钴在碱水解技术方面取得了新的进展。合成的纳米多孔C-Co2P在10 mA cm-2的1M KOH溶液中具有30 mV的过角， 在人工碱性海电解质中表现出良好的高电流密度稳定性.结合实验分析和密度一般字母理论计算，C掺杂可以改变Co2P的电子结构，通过H-传输形成C-HAD中间体，最后通过促进水的解离和氢的解离来促进HER。这种非金属掺杂策略通常可以提高HER对多种金属磷化化合物的电催化性能，是有前景的工业海解非贵金属催化剂。（文本：SSC）
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