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上海理工大学:工业级密度海水裂解用耐腐蚀富稀土FeS基异质结催化剂

论论资讯 | 2023-12-07 2热度

Journal of Colloid and Interface Science

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Corrosion resistance and earth-abundance FeS-based heterojunction catalyst for seawater splitting at industrial grade density

Fan Jinchen; Ma Xunwei; Xia Jiajing; Zhang Lujia; Bi Qingyuan; Hao Weiju

Published:2023-12-02
DOI:10.1016/j.jcis.2023.12.001

研究背景

如今,氢能作为一种清洁、可再生的能源备受关注。然而,海水作为一种广泛存在的资源,可用于制氢,但其高盐度和杂质含量会导致电极的腐蚀,从而影响其效率和稳定性。因此,寻找一种高效、稳定的电极材料来从海水中制氢是当前研究领域的一个重要问题。

研究内容

在这项研究中,研究人员通过一种简单的工艺,将硫化物蚀刻和化学镀铝的方法结合起来,制备了一种自支撑、异质结构、耐腐蚀的铁硫基催化电极。这种新型电极称为NiS-FeS@IF,其中包含一种纳米结构的NiS-FeS催化材料,它们在IF上形成了一层薄薄的、超薄的纳米球形层。这种电极具有低的过电位,仅为322 mV(氢进化反应)和563 mV(氧进化反应),在碱性模拟海水电解液中,电流密度为500 mA cm-2。重要的是,该电极在工业级高电流密度(1 A cm-2)下经过500小时的测试,没有明显的性能退化。NiS-FeS的独特和均匀分布的形态有助于强化界面电子传递,优化活性位点暴露并提供高效的气泡释放和质量传递通道。这项研究为制备高效电极材料提供了一种新的方法。

研究意义

这项研究提出了一种新的方法来制备高效、稳定的电极材料,具有重要的科学和工程意义。这种自支撑电极可以在高盐度、高杂质含量的海水中高效地制氢,有望在未来的能源转型中发挥重要作用。同时,这种制备方法也可以为其他领域的电极材料的研究提供新的思路和方法。

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