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ChemCatChem:多活性组分三维自撑电催化剂高效催化中性电解液制氢2023-10-24
通过等离子体辅助的合成方法制备了具有多种活性组分的三维自撑电催化剂,在中性电解液中获得了优异的析氢活性和稳定性。

 

 

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电解水制氢是一种环保高效的制氢技术,它能够利用可再生能源制取高纯氢气。目前,在酸性和碱性介质中能够高效工作的析氢(HER)电催化剂已被广泛报道,但是强酸/碱电解质的使用会导致电解水设备或电极的腐蚀以及环境污染等问题,极大地限制了电解水制氢的大规模应用。相比之下,中性条件下的HER可以有效的避免这些问题。然而,中性电解液中欧姆阻抗较大,导致HER动力学极为缓慢,目前仍缺乏高性能的中性HER电催化剂。

针对以上问题,安徽大学遇鑫遥教授课题组通过电化学蚀刻-水热-H2等离子体还原策略制备了一种多活性组分三维自支撑电催化剂(3D P-Mo-NiFe LDH),有效加速了中性条件下的HER动力学。多种活性组分包括Ni纳米颗粒、Ni3Mo合金纳米颗粒、富含氧空位的NiFe 插层双氢氧化物纳米片,这些组分组装到Cu2+1O纳米棒阵列表面构筑形成三维电催化剂。得益于其优越的结构和组分特性,3D P-Mo-NiFe LDH 在1 M磷酸盐缓冲溶液中的HER过电位低至24 mV (在10 mA cm-2时),塔菲尔斜率仅为42.47 mV dec-1,活性优于商用Pt/C催化剂。此外,该催化剂也具有良好的稳定性,可以在10 mA cm-2连续催化HER达200 h。本研究为中性条件下高效HER电催化剂的设计和制备提供了新策略。

文信息

Catalysts Originating from Tailor-made Metal Ethylene Glycol Carboxylates

Sebastian Scharf, Sebastian Notz, Prof. Dr. Heinrich Lang

ChemCatChem

DOI: 10.1002/cctc.202300806