生物炭辅助水电解

降电耗制氢

利用生物炭氧化反应替代析氧反应，在降低制氢电耗的同时实现生物炭的电化学升级，为生物质废弃物的高值化利用提供新途径。

Ying, Zhi · Xinyue, Chen · Xufei, Gu · Hao, Sun · 郑晓园 · 豆斌林 · 崔国明

Chemical Engineering Journal 2024

参数信息

工作电位

1.6 V vs. RHE

技术优势

电解制氢更省电

用生物炭氧化反应替代析氧反应作为阳极反应，热力学电位更低，在给定电流下所需槽电压降低，从而减少制氢电耗。

氧化选择性可调控

通过控制电解电位在1.6 V vs. RHE以下，可避免析氧反应竞争，仅发生生物炭氧化，实现定向升级。

热解温度影响氧化速率

生物炭的官能团丰度、接触角和电导率等理化性质显著影响电子转移速率，可通过热解温度调节这些性质以优化反应动力学。

应用场景

• 电解水制氢：以生物炭氧化替代析氧，降低电解水制氢的电耗。
• 生物质废弃物增值：将生物质热解炭作为阳极原料，电氧化生成含氧官能团，实现高值化。
• 生物质电氧化：利用生物炭氧化反应替代OER，降低阳极电位并提高选择性。
• 碳材料改性：通过电氧化在生物炭表面引入羧基等官能团，实现碳材料改性。