陰離子交換膜電解海水對于未來的大規模綠氫制備非常關鍵,但是目前一個巨大的挑戰是缺乏高穩定性的OER電催化劑。
有鑒于此,黑龍江大學付宏剛教授、閆海靜副教授等報道一種能夠用于AEMSE的穩健OER電催化劑,這種OER電催化劑將Ti3C2 MXene與NiFe硫化物結合而成((Ni, Fe)S2@Ti3C2)。
本文要點:
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通過(Ni, Fe)S2和Ti3C2之間的強相互作用導致電子分布激活晶格氧機理,改善本征催化活性,特別是能夠通過Ti-O-Fe化學鍵阻止Fe物種在OER過程中溶解,因此顯著改善穩定性。
(2)
此外,Ti3C2具有豐富的官能團和對硫酸鹽的較好維持作用,因此實現耐Cl-離子的能力。(Ni, Fe)S2@Ti3C2在海水電解過程中取得高OER活性(1.598 V@2 A cm-2)和長時間穩定性(1000 h)。此外,以(Ni, Fe)S2@Ti3C2作為陽極催化劑,雷尼Ni作為陰極催化劑,AEMSE具有工業級電流密度(0.5 A cm-2)和持久性(500 h),電解效率達到70 %,制氫的能耗達到48.4 kWh kg-1H2。
參考文獻
Wang, J., Liu, Y., Yang, G. et al. MXene-Assisted NiFe sulfides for high-performance anion exchange membrane seawater electrolysis. Nat Commun 16, 1319 (2025).
DOI: 10.1038/s41467-025-56639-7
https://www.nature.com/articles/s41467-025-56639-7