晶态/非晶异质界面催化剂

安培级甘油转甲酸

在镍网上原位构建的富氧空位晶态/非晶态Co₃O₄₋ₓ@ZrO₂₋ₓ纳米片，通过电子相互作用加速界面电荷传输，在大电流密度下高效稳定地将甘油氧化为甲酸盐。

徐勇 · Chen, Pengzuo

Journal of Colloid and Interface Science 2025

参数信息

电流密度

1 A cm⁻²

甲酸盐法拉第效率

90 %

H₂法拉第效率

100 %

甲酸盐产率

11.99 mmol h⁻¹ cm⁻²

稳定性

100 h

技术优势

安培级电流下保持高选择性

在0.4–1.0 A cm⁻²的宽电流范围内，甲酸盐法拉第效率始终超过90%，说明晶态/非晶界面有效抑制了副反应。

低电位驱动大电流

仅需1.5 V vs. RHE即可达到1 A cm⁻²的电流密度，降低了电解能耗。

共产近纯氢气

双电极系统中，H₂法拉第效率接近100%，实现甘油氧化与产氢的高效耦合。

长期运行稳定

在100 mA cm⁻²下持续电解超过100小时，性能无明显衰减。

应用场景

• 电催化：用于甘油氧化制甲酸盐，替代贵金属催化剂。
• 析氢：作为阳极与阴极耦合，提高产氢效率。
• 氢能全产业链：将生物柴油副产物甘油转化为高值化学品和氢气。
• 电化学与储能：为电解提供低能耗、高选择性的电极材料。