铜掺杂铁基异质结构催化剂

全解水双功能

通过铜掺杂和原位硫化的动态保护策略，构建兼具超亲水超疏气特性的纳米花阵列，协同优化电子结构以大幅降低OER和HER过电位。

Yang, Yaoxia · Yu, Zhang · Biaobiao, Lu · Ruirui, Zhang · Fuxing, Zhou · 孙东飞 · 周小中 · 杨志旺 · 雷自强

Journal of Power Sources 2025

具体参数

析氧反应过电位

{'zh': '285', 'en': '285'} mV

析氢反应过电位

{'zh': '72', 'en': '72'} mV

全解水电压

{'zh': '1.53', 'en': '1.53'} V

技术优势

一滴电压，双倍催化

全解水仅需1.53 V的电池电压，即可同时驱动析氧和析氢反应，显著低于传统非贵金属催化剂组合所需的电压。

亲水疏气，气泡不挡路

催化剂表面的超亲水/超疏气特性有利于反应物快速到达活性位点并促进气泡脱附，从而加速传质并增强大电流下的稳定性。

铜钴联手，电子调控

铜和钴的协同作用优化了电子结构、降低了反应能垒，并促进了异质结构间的电子转移，从而加速催化反应动力学。

应用场景

• 碱性电解水制氢：直接用作碱性电解池的双功能电极，降低制氢电耗。
• 析氧反应催化剂：提供高活性、高稳定的析氧催化位点，替代铱、钌基催化剂。
• 析氢反应催化剂：以低过电位催化析氢，在碱性介质中替代铂基催化剂。
• 电解水制氢电极：可直接作为自支撑工作电极，简化电解池装配流程。