探索高效、低成本的多功能电催化剂用于分解水和尿素生产绿色氢气，对解决能源危机和环境污染具有重要意义。过渡金属磷酸盐由于其良好的催化性能而引起了人们的极大关注。设计简单有效的策略来实现过渡金属磷酸盐的多功能催化是有意义和具有挑战性的。在此，以偏磷酸钴（Co₂P₄O₁₂）为例，我们提出了一种V掺杂策略来同时调节Co₂P₄O₂的形貌和电子结构，实现了对HER、OER和UOR的优异催化活性和长期稳定性。相关研究结果发表在Adv. Funct. Mater. 2024, 2313974.

  理论计算表明，与原始的Co₂P₄O₁₂相比，V掺杂使Co d带的中心更接近费米能级，并增加了其态密度，这有利于催化反应活性和电子导电性的提高。V的引入还显著降低了HER和OER中绝速步骤的自由能，以及降低了对尿素吸附的阻碍。而且，V掺杂赋予Co₂P₄O₁₂ 1D-2D多级纳米结构，这为电催化反应提供了丰富的活性位点。此外，V掺杂到Co₂P₄O₁₂晶体结构中有利于催化过程中形成较厚的非晶层，从而增强其耐碱腐蚀性和稳定性。得益于这些优点，V- Co₂P₄O₁₂/CC电催化剂表现出优异的三功能催化性能和长久的稳定性。由V-Co₂P₄O₁₂/CC||V-Co₂P₄O₁₂/CC组装的双电极电解槽可为水和尿素的整体分解提供低电压。我们的研究将为设计具有优异多功能电催化性能的过渡金属磷酸盐基材料提供有价值的指导。