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化腐為奇!中國科學(xué)院最新Angew.!
來源: 時間:2023-10-10 13:48:41 瀏覽:2419次

第一作者:Hao Liu、Wei Shen

通訊作者:喬世璋教授、鄭堯教授、董俊才研究員

通訊單位:澳大利亞阿德萊德大學(xué)、中國科學(xué)院高能物理研究所

DOI: 10.1002/anie.202311674.




研究背景



由于淡水資源的短缺,電解海水析氫被廣泛的關(guān)注,但海水電解因其復(fù)雜的成分而受到阻礙,例如主要的氯離子(Cl-,~0.55 M)、鈉離子(Na+,~0.48 M)、鎂離子(Mg2+,~0.05 M)等。在陽極上析氯反應(yīng)(ClER)存在競爭性析氧反應(yīng)(OER),因為它們具有相似的熱力學(xué)平衡勢和動力學(xué)反應(yīng)速率,并且堿性條件下反應(yīng)產(chǎn)生的次氯酸根(ClO-)會導(dǎo)致整個電解槽出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕問題。基于此,喬世璋教授、鄭堯教授和董俊才研究員等人報道了Cl-在一種流行的OER電催化劑,鎳-鐵層狀雙氫氧化物(NiFe LDH)的特定位點上的吸收不會產(chǎn)生顯著的負面影響,有利于其活性和穩(wěn)定性增強自然海水電解。



文章要點



1、所制備的OER電催化劑鎳-鐵層雙氫氧化物(NiFe LDH)對Cl-的吸附可以抑制Fe浸出,并產(chǎn)生更多的OER活性Ni位點,從而同時提高了催化劑的長期穩(wěn)定性和活性。

2、首次使用NiFe LDH陽極在商業(yè)規(guī)模的堿性電解器(AE)上實現(xiàn)直接堿性海水電解,并且耗電量減少了20.7%,在200 mA cm-2下實現(xiàn)了100 h的優(yōu)異耐用性。



研究內(nèi)容



圖1. NiFe LDH的催化性能

圖2.原位拉曼光譜表征

圖3.原位XAS表征

圖4. OER耐久性測試

圖5. OER機理研究

圖6.商業(yè)AE中雙電極配置和放大測試的總體水電解性能

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全部 3小時前 四川
文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現(xiàn)代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產(chǎn)生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現(xiàn)了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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