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开云官方入口: 范荣磊-沈明荣课题组在Chemical Engineering Journal上发表论文

近日,开云官方入口范荣磊副研究员(共同通讯作者)、雎胜教授(共同通讯作者)沈明荣教授(共同通讯作者)与合作者在构建分层结构的NiCoP/NiCo催化剂用于工业碱性电解水制氢方面取得了创新性成果。相关工作的第一作者为物理开云官方入口博士生陈聪和周琚,以苏州大学开云官方入口为第一单位,以“Hierarchical NiCoP/NiCo architecture on Ni mesh boosts hydrogen production under industrial alkaline conditions”为题发表在Chemical Engineering Journal上。(影响因子:15.1

可再生能源驱动的分解水作为生产绿氢的一种高效可持续的技术,对实现碳中和具有巨大的经济和环境价值。和质子交换膜分解水相比,碱性电解水可以使用廉价的催化材料,因此具有更低的成本。然而传统的碱性电解水催化剂很难实现高电流密度>500 mA cm-2),因此探索廉价、高效稳定的HER化剂已经成为学术界和工业界的热点问题。尽管一些过渡金属催化剂已经被广泛研究,但是这些催化剂很难在工业条件下(30 wt% KOH,70-90℃)保持长期的活性和稳定性。

本工作在Ni网表面制备分层结构的NiCoP/NiCoNCP/NC)催化剂。实验和理论计算表明,优异的HER性能得益于非晶NCP的高本征活性,以及NC多功能层。微米锥状的NC缓冲层不仅可以暴露出更多的催化活性位点,还能加快荷质传输。此外NC缓冲层能够释放Ni网和NCP催化剂间的界面应力,进一步提升电极的稳定性。当和Ni网阳极组成碱性电解水装置时,NCP/NC/Ni||Ni电解池在30 wt% KOH,85℃的条件下,驱动500 mA cm-2的电流密度仅需1.88 V,远优于工业用的Raney Ni/Ni||Ni2.05 V)。该工作为设计高效稳定的工业碱性电解水催化剂提供了新思路。

   文章链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.149456

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