原荷峰，马自在，王淑敏，李晋平，王孝广，

（1 太原理工大学新型碳材料研究院，山西太原030600； 2 气体能源清洁高效利用山西省重点实验室，山西太原030024）

引 言

氢能作为二次能源具有绿色、高能量和零碳排放等优点，被视为21 世纪的终极能源[1]。在众多制氢技术中，利用可再生能源产生的电能驱动水分解是最理想的途径之一。水分解过程由阴极析氢反应和阳极析氧反应两部分组成，其较高的析氢和析氧过电位(η)降低了水分解的整体效率。Pt 基材料和Ru/Ir 基氧化物已分别被证明为最先进的析氢和析氧电催化剂，然而其稀缺性和高成本限制了其大规模工业化应用[2]。因此，开发高效且低成本的析氢/析氧双功能电催化剂至关重要。

目前，过渡金属氧化物（TMOs）作为高活性OER 催化剂在碱性介质中替代贵金属基催化剂（RuO2，IrO2）已得到广泛的研究。但是由于其过高的氢吸附能和固有的低导电性，TMOs 通常表现出较差的析氢性能[3]。在TMOs 中，整体式Co3O4纳米结构具有结构稳定、比表面积高、环保和成本低的优点[4]，大量的工作聚焦于用新的方法来开发合成种类多样的Co3O4纳米结构，并进一步通过掺杂异质原子[5-6]、引入空位[7-9]、控制形貌和和构建异质结构来提高电催化活性[10-11]。截至目前，在催化剂中构建空位缺陷已被广泛研究，如阳离子或阴离子缺陷[12]，产生空位缺陷的方法包括杂原子掺杂[13-14]、阴离子交换[15]、电化学处理[16]、NaBH4还原处理[17-19]、热处理[20-21]、离子刻蚀等[22]。空位缺陷对于中间产物电子结构和吸附能的优化至关重要，其目的是增加活性中心数目，提高本征电导率，从而提升电催化活性。……