铁离子缔合Ni(OH)2纳米片

大电流密度下高活且稳定

引入Fe(III)后，Ni(OH)2纳米片阵列的水氧化活性和大电流密度下的动态稳定性同时得到显著提升，为高性能电解水系统提供了关键阳极材料。

Huang, Zanling · Reda Woldu, Abebe · 彭祥 · Paul K., Chu · 佟庆笑 · 胡良胜

Chemical Engineering Journal 2023

具体参数

电流密度（1.6 V下）

{'zh': '1052', 'en': '1052'} mA cm⁻²

过电位（100 mA cm⁻²）

{'zh': '269', 'en': '269'} mV

过电位（1000 mA cm⁻²）

{'zh': '367', 'en': '367'} mV

电解槽稳定性

{'zh': '1000', 'en': '1000'} h

技术优势

活性大幅跃升

Fe(III)在电极/电解液界面循环形成中间体并生长Ni-FeOOH/Fe-NiOOH界面，使1.6 V下的电流密度提高近30倍，直接服务于大电流电解。

大电流更省电

达到100 mA cm⁻²和1000 mA cm⁻²所需过电位分别降至269 mV和367 mV，在高产气速率下电压损耗更小。

长时间满负荷不衰减

全电解槽在1000 mA cm⁻²、1.7 V下连续运行1000小时仍保持活性和稳定性，证明该阳极可长期承载工业级电流密度。

应用场景

• 碱性电解水阳极：可直接替代传统Ni基阳极，提升碱性电解水制氢的电流密度和能效。
• 析氧反应催化剂：通过Fe(III)活化，大幅降低析氧反应过电位，加速水氧化动力学。
• 电解槽：作为阳极与Pt/Ni-Mo阴极组装电解槽，在大电流下持续稳定产气。
• 绿氢制备：以低过电位和高稳定性支撑可再生电力驱动的规模化电解制氢。