H2S是一種非常重要但是具有毒性的氣體,H2S在提純石油燃料過程中通常遇到,電解H2S不僅能夠解決污染問題,而且電解H2S能夠產生氫氣。但是由于缺乏能夠克服H2S毒化腐蝕性的高活性穩定電極,因此阻礙了大電流密度電解H2S技術的開發。
有鑒于此,中國科學院大連化物所鄧德會研究員、崔曉菊等報道具有雙層鏈結構(dual-level chainmail structure)的石墨烯封裝泡沫Ni(Ni@NC foam)增強電解H2S。
本文要點:
(1)
在這種雙重鏈結構中,泡沫Ni包覆石墨烯形成第一個鏈,隨后石墨烯封裝Ni納米粒子形成第二鏈。這種鏈結構顯著增強泡沫Ni的穩定性和活性,因此在1.12 V vs RHE過電勢得到1 A cm-2工業級電流密度。此外泡沫Ni@NC結構在300 h測試中仍然穩定,相比于泡沫Ni的本征穩定性相比,穩定時間提高10倍。
(2)
在去除模擬天然氣中的H2S,Ni@NC電極產氫的速率達到272 mL min-1,比傳統電解水相比,能耗降低43 %。
參考文獻
Mo Zhang, Zuochao Wang, Liumo Jiang, Xin Bo, Xiaoju Cui, Dehui Deng, Highly effective and durable integrated-chainmail electrode for H2 production through H2S electrolysis, Angew. Chem. Int. Ed. 2025
DOI: 10.1002/anie.202502032
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202502032