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科学家研发出新型低成本电极材料,让电解制氢更稳定高效

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前瞻网 2021-09-13 18:27
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由可再生能源驱动的电解制氢被认为是改善全球气候和能源问题的好帮手。一个研究小组研发了一种新型的、低成本的电极材料,它可以用更加高效节能的方式生产氢气。这种材料就是多孔的、磷化的CoNi2S4蛋黄壳纳米球。

电解水的两个半反应,即氢和氧的进化,过程都很缓慢,且需要大量的电力。使用具有催化作用的电极,可以加速电化学过程并提高其能源效率,但是这样的催化剂成本高、数量有限且稳定性低。中国河南师范大学与新加坡南洋理工大学合作组成的研究小组已经开发出一种基于钴(Co)和镍(Ni)的新型、低成本、多功能的电极材料,用于高效电催化制氢。

为了制造这种材料,由钴-镍-甘油酸酯制成的纳米球要经过水热硫化和气相磷化的综合处理。这就形成了由磷掺杂的钴-镍-硫化物(P-CoNi2S4)物质,称为蛋黄壳纳米球。磷的掺入增加了空心颗粒中Ni3+与Ni2+的比例,并可以实现更快的电荷转移,使电催化反应运行得更快。该材料既可用作阳极,也可用作阴极,并在电解水生产氢气和氧气的过程中表现出高活性和稳定性。

这项研究为未来电解水制氢气提供了一种高效、低成本的办法。

题为“Phosphorized CoNi2S4 Yolk-Shell Spheres for Highly Efficient Hydrogen Production via Water and Urea Electrolysis”的相关研究论文发表在《Angewandte Chemie》国际版杂志上。

前瞻经济学人APP资讯组

论文原文:

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202108563

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