当前，研究人员致力于开发用于收集氢燃料的水分解系统（WSS），但是当前可用的WSS非常复杂且成本较高，这主要是由于贵重的铂及其他电催化剂的使用。

有鉴于此，华南师范大学李伟善教授、美国马里兰大学王春生教授和新加坡国立大学Zhenghui Pan等人，报道了一种新型WSS，包括太阳能电池板发电、可充电锌空气电池(ZABs)的电能存储和电解器中的水分解，这是通过在碳布上点缀混合钴纳米颗粒/掺N碳（Co–NC@CC）作为多功能无铂电催化剂实现的。

本文要点

1）提出了一条简单的两步路线来合成用于WSS的新颖的无Pt多功能电催化剂，包括在碳布纤维（Co-MOF@CC）上2D微米尺寸的Co基金属有机骨架的前体生长和随后的碳化过程，以获得锚定在N掺杂碳微阵列中的Co纳米颗粒（Co–NC@CC）。

2）结果表明，Co-NC@CC电极具有良好的三功能电催化活性，氧还原反应的起始电位为0.94 V，析氧反应和析氢反应在电流密度为10 mA cm⁻²时的过电位分别为240 mV和73 mV。

3）对于概念验证应用，由高性能Co-NC@CC空气阴极组装而成的可充电ZAB具有1.63 V的高开路电势和1051 Wh kg^-1_Zn的卓越能量密度。此外，由Co-NC@CC电极构成的整体水分解电解槽在1.57 V的低电池电压下可提供10 mA cm^-2的电流密度。

总之，这种以太阳能为动力的WSS可以昼夜收集氢，显示了在可持续可再生能源方面的应用潜力。

参考文献：

Yaotang Zhong et al. Efficient Water Splitting System Enabled by Multifunctional Platinum‐Free Electrocatalysts. Advanced Functional Materials, 2021.

DOI: 10.1002/adfm.202009853

https://doi.org/10.1002/adfm.202009853