碱性阴离子交换膜（AEM）电解是一种很有前途的可再生能源制氢技术。然而，目前的AEM电解槽仍然使用含贵金属的电催化剂，或者存在显著的过电位损失，或者两者兼而有之。

近日，瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）胡喜乐教授报道了用于析氢和析氧反应（HER和OER）的非贵金属电催化剂。

文章要点

1）这两种催化剂都是由相同的镍钼氧化物制成。在混合的NH₃/H₂气氛中对这些材料进行处理，得到了NiMo-NH₃/H₂电催化剂，该催化剂在HER中具有优异的活性，107 mV的过电位具有500 mA cm^-2的电流密度。

2）在NiMo-NH₃/H₂催化剂中掺杂Fe离子得到了Fe-NiMo-NH₃/H₂催化剂，该催化剂对OER具有很高的活性，在244 mV的过电位下产生500mA cm^-2的电流密度。

3）将这些催化剂集成到自动电解电解槽中，在80 °C、1 m KOH的条件下，在1.57 A/V的电压下提供1.0 A cm^-2的电流密度。在此电流密度下，能量转换效率高达75%。这种效率是所有AEM电解槽中最高的，包括那些使用贵金属催化剂的电解槽。

这项工作展示了使用非贵金属催化材料的高效AEM电解。

Pengzuo Chen, Xile Hu, High-Efficiency Anion Exchange Membrane Water Electrolysis Employing Non-Noble Metal Catalysts, Adv. Energy Mater. 2020

DOI: 10.1002/aenm.202002285

https://doi.org/10.1002/aenm.202002285