随着能源危机和环境污染的日益加剧，开发新型的清洁能源变得刻不容缓。其中涉及电化学过程的析氢反应（HER）和氧还原反应（ORR）是两种最具实际应用前景的能源转换和存储方式。因此，设计高性能的HER和ORR的电催化剂对提高电化学能源转换和存储性能尤为重要。目前，Pt及其合金是HER和ORR电催化活性最高的催化剂之一，然而其低储量和高成本大大限制了Pt的实际应用，因此开发高性能的HER和ORR非贵金属催化剂就显得十分重要。

　　近来，诸多研究发现，过渡金属磷化物具有突出的电催化性能。然而这些材料多局限于一维的纳米颗粒可二维的纳米线，使得其在大电流下以及长期的使用中稳定性很差。为了解决这一问题，中科院纳米所王强斌研究员课题组合成出海胆状磷化钴（CoP）纳米晶，可以同时用作HER和ORR电催化剂。研究表明，该材料在0.5MH₂SO₄中表现出突出的HER电催化性能：其起始过电势约为50mV，塔菲尔斜率为46 mV/dec，在电流密度为100 mA/cm^-2时，其过电势仅为180 mV。此性能优于绝大多数过渡金属磷化物，氮化物以及碳化物。此外，即使经过10000个CV循环和30000s的长时间连续测试，其催化活性没有任何下降，彰显出其超强的稳定性。另外，研究还发现，该材料在0.1M KOH中展现出了优越的ORR电催化性能和稳定性。相关结果发表在：Nano Lett. 2015, 15, 7616 ?7620.

　　本研究工作得到了国家杰出青年基金资助。



图1 左图为海胆状磷化钴的电镜照片，右图为其HER性能数据（插图为极化曲线）。



图2 磷化钴的ORR性能图。