电解水作为一种可持续和环保的制氢技术具有巨大的应用前景。然而,阳极处析氧反应(OER)的缓慢动力学显著阻碍了该过程的效率。近日,南开大学Yuana Zhongyong对水电解制氢进行了综述研究,旨在提高传统水电解的能源和经济效率,从而促进高效制氢策略的进展。
本文要点:
1) 新的策略主要包括:(i)牺牲剂辅助水电解,它整合热力学上有利的小分子来取代OER,同时降解污染物;(ii)有机升级辅助水电解,将热力学和动力学上有利的有机氧化反应取代OER,导致与氢气一起生产高价值化学品;(iii)自供电电催化系统,通过将水分解与金属电池或燃料电池相结合来实现,从而在不需要额外电力输入的情况下实现氢气生产;(iv)由阳极上的自发金属氧化驱动的自催化电解系统,其为阴极上的析氢提供电子。
2) 此外,作者强调使用非贵金属元素的电催化剂设计,阐明潜在的反应机制,并探索高效电解槽的构建。作者还讨论了当前的挑战和未来前景,旨在促进未来高效水制氢电催化系统的发展。
Jin-Tao Ren et.al Water electrolysis for hydrogen production: from hybrid systems to self-powered/catalyzed devices EES 2023
DOI: 10.1039/D3EE02467A
https://doi.org/10.1039/D3EE02467A