鉑族金屬由于其良好的催化穩定性以及最佳的氫氣吸附和解吸吉布斯自由能而成為最有前途的析氫反應（HER）催化劑。然而，高昂的成本限制了其工業應用。為了降低價格，最常用的方法是減少貴金屬的用量。在此，研究者通過靜電紡絲和后續煅燒制備了基于一維碳納米纖維（CNFs）的銥（Ir）及其二磷化物（IrP2），并將其用作高效的HER催化劑。Ir-CNFs和IrP2-CNFs均表現出優異的HER性能，在堿性介質中，當電流密度為10mAcm-2時其過電位分別為22mV和19mV。密度函數理論（DFT）計算進一步驗證了實驗結果，其中IrP2（200）顯示出比Ir（111）更好的HER動力學，具有較低的水吸附性和析氫能量。綜上，本工作提出了一種制備Ir-CNFs和IrP2-CNFs的簡便方法，為設計和合成高效穩定的HER催化劑提供了新的可行性。
圖1.（A）Ir-CNFs的SEM圖像。（B）Ir-CNFs的TEM圖像。（C）Ir-CNFs的HRTEM圖像。（D-F）Ir-CNFs的HAADF和元素映射圖像。
圖2.（A）IrP2-CNFs的SEM和（B）TEM圖像。（C）IrP2-CNFs的HRTEM圖像。（D）IrP2-CNFs的HAADF及其C、Ir和P的EDS元素映射圖像。
圖3.（A）CNFs、Ir-CNFs和IrP2-CNFs的XRD圖譜及其相應的PDF卡片。（B-C）Ir-CNFs中C和Ir的高分辨率XPS光譜。（D-F）IrP2-CNFs中C、Ir和P的高分辨率XPS光譜。
圖4.（A）Pt/C、Ir-CNFs和IrP2-CNFs在1M KOH中的HER極化曲線。（B）j=10和100 mA cm-2下的過電位。（C）相應的Tafel斜率。（D）Pt/C、Ir-CNFs和IrP2-CNFs的質量活性曲線。（E）過電位為50和100mV時的質量活性。（F）Ir-CNFs和IrP2-CNFs在30 mA cm-2靜態電流密度下24h的η-t曲線。
圖5.（A）Pt/C、Ir-CNFs和IrP2-CNFs在0.5M H2SO4中的HER極化曲線。（B）j=10和100 mA cm-2下的過電位。（C）相應的Tafel斜率。（D）Pt/C、Ir-CNFs和IrP2-CNFs的質量活性曲線。（E）過電位為50和100mV時的質量活性。（F）Ir-CNFs和IrP2-CNFs在30 mA cm-2靜態電流密度下24h的η-t曲線。
圖6.水解離和析氫的吉布斯自由能變化。藍線和黑線分別代表Ir（111）和IrP2（200）表面的反應。原子：藍色=Ir，粉色=P，白色=H，紅色=O。
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