有机定制合成网

上海凯康镁科技有限公司 电话:021-51009326
专注化合物定制合成服务

中科大Adv. Sci.: 多孔WC基自支撑陶瓷电极,实现高电流密度下高效析氢

on style="white-space: normal; margin-bottom: 1.5em; line-height: 1.75em; margin-left: 8px; margin-right: 8px;">鉴于与传统化石燃料资源减少有关的全球能源危机,氢是一种有前途的替代、清洁和可持续能源。在各种制氢方案中,电催化水分解具有产品纯度高、规模化生产可行性、技术环保等先天优势。Pt基金属催化剂是析氢反应(HER)最有效的电催化剂,但它们的高成本和有限的自然资源严重阻碍了它们的大规模应用,故人们致力于开发具有成本效益和高效的先进非贵金属电化学催化剂。

基于此,中国科学技术大学Yuxi Xian徐鑫等通过转相流延和无压烧结法成功制备了用于HER工艺的不对称多孔陶瓷膜电极。
该成型方法可以准确地定制膜厚度,该电极具有丰富的原位形成的WC-N/W异质结构。因此,WC-N/W-1200电极表现出出色的HER性能,在酸性和碱性介质中的最低过电位分别为87 mV和104 mV,Tafel斜率分别为44.9 mV dec-1和62.2 mV dec-1,且在1000 mA cm-2的高电流密度下保持出色的长期稳定性。
实验结果和理论计算,结合WC-N/W-1200电极优异的HER催化性能,研究人员提出了以下总体机理:
1.具有指状孔的多孔陶瓷电极表现出超亲水性,促进了电极和电解质之间的电荷和离子的快速转移;
2.随着热处理温度的升高,导电金属W相的增加增强了其HER性能;
3. WC-N/W异质结构的界面使得电子结构和电荷密度分布得到有效调节;
4.WC-N和W相之间稳定的原位形成的原子共轭有利于电子的快速转移;
5.WC-N/W异质结构中的莫特-肖特基效应加速了电子通过M/TMC界面的流动,从而提高了催化剂在HER反应中的电子传输效率和转化率;
6.高温(原位)反应产生了丰富的缺陷位点,可以调节电极的电子和表面特性。这项工作提出一种新的、简单的方法来设计新颖、高效的WC基HER电催化剂,并生产出可用于大规模工业H2生产的稳定电极。
Robust Porous WC-Based Self-Supported Ceramic Electrodes for High Current Density Hydrogen Evolution Reaction. Advanced Science, 2022. DOI: 10.1002/advs.202106029


有机定制合成网 » 中科大Adv. Sci.: 多孔WC基自支撑陶瓷电极,实现高电流密度下高效析氢

相关推荐

咨询化合物定制合成与纳米材料 提供技术支持和售后服务

咨询定制合成 购买化合物产品
在线营销
live chat
cache
Processed in 0.005110 Second.