低自旋NiSₓ纳米片

低过电位

液氮淬火诱导的高自旋到低自旋转变优化了中间体吸脱附，降低了决速步能垒，使析氢和析氧过电位分别降至78.1 mV和210.0 mV。

Tianqi, Wang · Guo, Wenxin · Guo D. · Ning, Liu · Dawei, Chu · Li, Yue · 李金龙 · Chu, Dawei

Advanced Functional Materials 2026

参数信息

析氢过电位

78.1 mV

析氧过电位

210.0 mV

全解水电压

1.59 V

AEMWE稳定运行时间

150 h

电位衰减速率

1.13 mV h⁻¹

技术优势

降低过电位

低自旋态优化了中间体吸脱附，使HER析氢过电位降低至78.1 mV，OER析氧过电位降低至210.0 mV。

稳定运行超150小时

在AEMWE中，阳极在1.25 A cm⁻²下稳定运行超过150小时，电位衰减仅1.13 mV h⁻¹，证明结构稳健。

降低能垒

DFT计算证实低自旋态在降低电位决定步骤能垒中的关键作用，从而促进反应动力学。

应用场景

• 电解水制氢：低过电位降低电解水制氢的能耗，提升产氢效率。
• 阴离子交换膜电解槽：可直接用作AEMWE阳极，在工业级电流密度下稳定运行。
• 绿氢生产：高效析氢反应助力利用可再生能源生产绿氢。
• 电催化能量转换：自旋态调控策略为设计高效电催化剂提供新思路。