电解海水是具有前景的利用可再生能源进行大规模制氢的技术,有鉴于此,哈尔滨工业大学王振波教授、山东先进技术研究院Haoqiang Ai、深圳大学王雷教授等报道开发了具有强金属-载体相互作用的Os-Ni4Mo/MoO2微柱阵列电催化剂,用于电解海水。
微柱阵列能够增强电子转移和传质,增加反应步骤,改善电解海水效率。理论计算和实验研究说明Os和Ni4Mo/MoO2之间的强金属载体相互作用能够改善催化剂的表面电子结构,降低反应能垒,改善催化反应效率。
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首次通过静电引力构筑双重Cl-排斥层,保护催化活性位点免于受到海水氧化。Os-Cl强吸附作用和原位形成的MoO42-层在碱性条件(1 M KOH)对中国海的南部海水电解,HER和OER过电势分别达到113 mV和336 mV(500 mA cm-2)。催化剂具有优异的稳定性,在2500 h降解速率仅为0.37 μV h-1,超过了美国能源部建立的分解速率为1.0 μV h-1的技术目标。
参考文献
Dong Liu, Xiaotian Wei, Jianxi Lu, Xin Wang, Kai Liu, Yaohai Cai, Yingwei Qi, Lei Wang, Haoqiang Ai, Zhenbo Wang, Efficient and Ultrastable Seawater Electrolysis at Industrial Current Density with Strong Metal-Support Interaction and Dual Cl−-Repelling Layers, Adv. Mater. 2024
DOI: 10.1002/adma.202408982
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202408982