由于淡水资源的短缺,制备具有优异活性和耐用性的海水电解双功能催化剂具有重要意义。然而,由于阳极反应缓慢,它的实施仍然是一个主要的挑战。
有鉴于此,青岛大学杨东江教授和Bin Hui等人,设计了一种人工三明治状S,P-(Ni,Mo,Fe)OOH/NiMoP/wood气凝胶电催化剂,用于析氧反应(OER)和析氢反应(HER)。
本文要点
1)提出了一种三明治状的层状双功能纳米电极,由S,P-(Ni,Mo,Fe)OOH电催化剂层均匀地覆盖在富含通道的木质气凝胶上的NiMoP层上,从而可以实现在碱性海水电解质中具有出色的催化活性和稳定性。
2)将合成后的S,P-(Ni,Mo,Fe)OOH/NiMoP/wood气凝胶同时应用于阳极和阴极时,组装好的两电极电解槽在1.861 V的低电压下提供500 mA cm-2的大电流密度,对碱性海水电解均显示出良好的耐久性。
3)层-层设计可确保木材气凝胶/NiMoP和NiMoP / S,P-(Ni,Mo,Fe)OOH之间像树根一样的高粗糙界面接触,并有助于良好的电子传输能力。木质气凝胶中开放、排列良好的直接多通道对促进气泡的快速释放起着至关重要的作用,气泡爆破产生的爆发力使活性位点周围的沉淀物/离子远离催化剂,大大提高了OER/HER在碱性海水中的活性。
总之,该工作为开发有效,耐用的OER / HER催化剂用于海水电解开辟了新途径。
参考文献:
Hongjiao Chen et al. Wood aerogel-derived sandwich-like layered nanoelectrodes for alkaline overall seawater electrosplitting. Applied Catalysis B: Environmental, 2021.
DOI: 10.1016/j.apcatb.2021.120215
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2021.120215