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王磊/迟京起Nano Research:MoNi4-基中空纳米棒用于肼氧化辅助节能海水制氢

海水电解可以解决水资源短缺问题,实现碳中性氢的电网规模生产,同时面临高能耗和氯化物腐蚀的挑战。其中,在热力学上更有利的肼氧化反应(HzOR)辅助水电解是节能和无氯制氢的有效方法。on>


基于此,青岛科技大学王磊教授和迟京起副教授(共同通讯作者)等人报道了在泡沫镍(NF)上具有扩大的中空直径的MoO2纳米棒负载的MoNi合金(MoNi@NF),该合金是通过NiMoO4纳米棒的退火和热还原来限制Ni的向外扩散而构建。
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所制备的具有扩大中空结构的MoNi@NF结合了高活性MoNi合金、界面工程和分散良好的中空纳米棒的优点,赋予了其在碱性水和海水系统中对HER和HzOR的显著双功能电催化活性和稳定性。中空纳米棒催化剂不仅在电流密度为1000 mA·cm-2下对HER和HzOR分别实现了仅240 mV和470 mV的超低工作电位。
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此外,通过在双电极海水系统中耦合HzOR和HER,在1000mA·cm-2时电压仅为0.54 V,在海水电解中也实现了活性整体肼裂解(OHzS)性能,比无肼系统低1.51 V,并且在电流密度为100 mA·cm-2以上保持至少100 h的长期稳定性,以及近100%的法拉第效率(FE)。同时,MoNi@NF基电极与碱性海水电解相比,HzOR在海水中的电极每升氢气可节省2.94 W·h,能量当量输入降低37%。该工作为通过海水裂解合成用于碳中和的和稳定节能制氢的MoNi合金基电催化剂提供了一种经济的方法。
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Reduction-induced interface reconstruction to fabricate MoNi4-based hollow nanorods for hydrazine oxidation assisted energy-saving hydrogen production in seawater. Nano Research, 2022, DOI: 10.1007/s12274-022-4614-x.
https://doi.org/10.1007/s12274-022-4614-x.




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