铱纳米颗粒双功能催化剂

制氢自供能系统

通过载体调控d带中心，同时优化析氢与肼氧化吸附能，实现高效双功能催化。

黄军林 · Minghao, Jin · Hao, Zhang · 王溦 · Aojie, Li · Zhu, Yucan · Jing, Zhang · 银红 · Xu, Wenyuan · 周民杰

Energy and Environmental Materials 2025

具体参数

析氢反应过电位

{'zh': '-25', 'en': '-25'} mV

肼氧化反应过电位

{'zh': '18', 'en': '18'} mV

全肼分解槽压

{'zh': '0.68', 'en': '0.68'} V

直接肼/过氧化氢燃料电池功率密度

{'zh': '199.2', 'en': '199.2'} mW cm⁻²

自供能产氢速率

{'zh': '53.08', 'en': '53.08'} mol h⁻¹ m⁻²

技术优势

双功能低过电位

Ir@BNC在碱液中驱动HER和HzOR至10 mA cm⁻²的过电位分别仅为−25 mV和18 mV，优于多数已有催化剂。

超低全分解电压

OHzS电解器仅需0.68 V槽压即可达到200 mA cm⁻²，大幅降低制氢能耗。

自供能产氢

由DHHPFC驱动的OHzS装置实现了自供能产氢，速率达53.08 mol h⁻¹ m⁻²，无需外部电力输入。

应用场景

• 低能耗制氢：用肼氧化替代析氧，使制氢槽压降至0.68 V，能耗大幅降低。
• 氢能装置：Ir@BNC可直接用于构建低能耗OHzS电解器及DHHPFC。
• 双功能电催化：Ir@BNC同时催化HER和HzOR，且活性均优异。
• 直接液体燃料电池：DHHPFC以Ir@BNC为催化剂，室温功率密度达199.2 mW cm⁻²。
• 自供能制氢系统：DHHPFC驱动OHzS实现自供能产氢，速率53.08 mol h⁻¹ m⁻²。