Exploration of electrocatalysts suitable for the oxygen evolution reaction (OER) and urea oxidation reaction (UOR) is essential for electrocatalytic hydrogen production. In this work, a ligand substitution strategy is used to synthesize ultrathin-nanosheet electrocatalysts of Cl-doped NiSe₂ (NiSe₂-a and NiSe₂-b), which exhibit high-electrocatalytic activity during OER and UOR. NiSe₂-a and NiSe₂-b only need an overpotential of 227 and 268 mV, respectively, to achieve a current density of 10 mA cm^–2 during OER. Furthermore, NiSe₂-a with its smaller steric effects exhibits excellent catalytic performance for UOR, requiring an ultralow potential of 1.360 V to deliver a current density of 100 mA cm^–2. This excellent performance can be attributed to the nonmetallic elements (Se and Cl) modulating and optimizing the charge state of the metal sites, thereby increasing the electrocatalytic activity. Overall, this work provides an unparalleled example of tuning space structures to design efficient electrocatalysts and has promising industrial applications.

中文翻译：

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通过空间效应控制氯掺杂二硒化镍超薄纳米片：析氧反应和尿素氧化反应的电催化剂


探索适用于析氧反应 （OER） 和尿素氧化反应 （UOR） 的电催化剂对于电催化制氢至关重要。在这项工作中，使用配体取代策略合成了 Cl 掺杂 NiSe₂ （NiSe_2-a 和 NiSe_2-b） 的超薄纳米片电催化剂，它们在 OER 和 UOR 过程中表现出高电催化活性。NiSe_2-a 和 NiSe_2-b 分别只需要 227 和 268 mV 的过电位，即可在 OER 期间实现 10 mA cm^–2 的电流密度。此外，NiSe_2-a 具有较小的空间效应，对 UOR 表现出优异的催化性能，需要 1.360 V 的超低电位才能提供 100 mA cm^–2 的电流密度。这种优异的性能可归因于非金属元素（Se 和 Cl）调节和优化金属位点的电荷状态，从而提高电催化活性。总的来说，这项工作为调整空间结构以设计高效的电催化剂提供了一个无与伦比的例子，并具有广阔的工业应用前景。