产气反应GER(Gas-evolving reaction)是许多能源转化和化工领域反应的重要过程,在大电流密度下的高效率GER反应对于工业化非常重要,但是由于面临着电极上的反应动力学、传质、电子转移等方面的要求,因此GER反应具有非常大的困难与挑战。
有鉴于此,湖南大学费慧龙教授、叶龚兰副教授等报道设计了自支撑碳电极,这种碳电极具是通过非常简单的电化学沉积方法制备,具有垂直排列的多孔通道结构、合适的孔径分布、较高的比表面积。
本文要点
(1)
这些电极同时表现了非常高的本征活性、大量的活性位点、对离子/气体/电子都表现优异的传输能力,因此显著改善尿素氧化、制氢、产氧、尿素/水电解槽等器件的大电流密度电催化活性。
(2)
修饰Ni(OH)2的碳电极在1.36 V实现了创纪录的1000 mA cm-2电流密度,性能比传统的泡沫Ni对比电极更好。
参考文献
Zhichao Gong, Pengzhao Chen, Haisheng Gong, Kang Huang, Gonglan Ye, Huilong Fei,General Design of Aligned-Channel Porous Carbon Electrodes for Efficient High-Current-Density Gas-Evolving Electrocatalysis, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202409292
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202409292