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ACS Nano：多级协同催化界面实现高性能海水分解

时间：2023-01-05 来源：浏览：

ACS Nano：多级协同催化界面实现高性能海水分解

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考虑到海水的丰富储量和淡水的稀缺，相对于传统的淡水电解，真正的海水电解是一种更具经济吸引力的制氢技术。然而，这种技术被不期望的氯氧化反应和阳极处严重的氯化物腐蚀大大排除，进一步限制了整体海水分解的催化效率。

近日， 湖南师范大学 Fang Yu ， Haiqing Zhou 报道了一种通过设计多功能协同催化界面来开发多孔金属氮化物 / 磷化物异质结构阵列的可行策略，该阵列锚定在具有丰富铁位点的导电 Ni ₂ P 表面上。

本文要点

要点1. 磷化铁、双金属氮化物和多孔 Ni2P 载体之间的协同催化界面在改善析氢反应的理论计算证明的活性 Fe 位点的水吸附 / 解离和氢吸附行为，以及增强析氧反应的含氧物种吸附和耐氯化物腐蚀的富硝酸盐钝化层方面发挥积极作用，从而协同推进高性能双功能海水分裂。

要点2. 所得材料 Fe ₂ P/Ni _1.5 Co _1.5 N/Ni ₂ P 作为用于碱性海水裂解的自立式双功能催化剂表现优异。它需要极低的电池电压 1.624 和 1.742 V 在 1 M KOH 海水电解质中分别提供 100 和 500 mA/cm ² 的电流密度，以及优异的长期稳定性，超过几乎所有报道的非贵金属双功能电催化剂和用于淡水 / 海水电解的基准 Pt/IrO ₂ 耦合电极。

这一工作为大幅提高非贵金属催化剂对海水电解绿色制氢的催化效率提供了有效的策略。

Fangming Zhang, et al, Engineering Multilevel Collaborative Catalytic Interfaces with Multifunctional Iron Sites Enabling High-Performance Real Seawater Splitting, ACS Nano, 2023

DOI: 10.1021/acsnano.2c11844

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c11844

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