玫瑰花瓣效应电极

无气泡析氢

仿玫瑰花瓣微结构实现无气泡析氢反应，将气泡生成转化为气膜传输，使无膜电解槽同时突破大电流、高效率和低交叉。

Deng, Kai · 冯浩 · Zhang, Ying · 刘栋 · 李强

Joule 2023

参数信息

无气泡析氢电流密度

4.2 A cm⁻²

无膜电解电流密度

1 A cm⁻²

电解效率

61.5 %

氢交叉率

0.003 %

技术优势

直接免去膜组件

电极表面跨尺度微结构实现卡西浸渍润湿状态，气体以膜扩散而非气泡成核方式析出，不再依赖隔膜阻止气液混合。

析氢不再有气泡

在 4.2 A cm⁻² 电流密度下仍保持无气泡析氢，比现有无气泡电极高一个数量级，为高电流密度无膜电解奠定基础。

交叉降至万分级

在 1 A cm⁻² 下氢交叉仅 0.003%，是已报道无膜电解槽的最高水平。

应用场景

• 电解水制氢：不必再为隔膜电阻和老化买单，直接提高电解能量效率。
• 绿氢装备：高电流密度允许缩小电解槽体积，降低系统投资。
• 电催化电极：气泡消除后催化剂表面更新更快，实际活性大幅提升。
• 析氢电极：在 4.2 A cm⁻² 下仍无气泡，突破传统析氢电极传质极限。