超薄Ni₃S₂/NiO纳米网

全解水1.41 V超低电压

边缘点富集策略促进表面重构，赋予材料双功能活性与超高稳定性

赵敏 · Wang, Jingkun · Wang, Chengqiang · 孙颖 · 刘培植 · 杜晓强 · 潘洪革 · Li, Hui · Liang, Haojie · 郭俊杰 · Ma, Tianyi

Nano Energy 2024

具体参数

OER过电位

{'zh': '300', 'en': '300'} mV

HER过电位

{'zh': '73', 'en': '73'} mV

全解水电压

{'zh': '1.41', 'en': '1.41'} V

太阳能H₂产率

{'zh': '900', 'en': '900'} µmol/h

氢气最低售价

{'zh': '1.77', 'en': '1.77'} $/kg

技术优势

重构快

丰富的边缘位点和Ni₃S₂/NiO界面位点增强了质子与OH⁻亲和力，从而加速了Ni₃S₂向活性γ-NiOOH的转化。

氢气成本低

太阳能辅助水分解系统的最低氢气售价仅为$1.77/kg，远低于商用催化剂系统的$7.18/kg。

电压极低

全解水仅需1.41 V即可达到10 mA cm⁻²，优于大多数已报道的催化剂。

应用场景

• 碱性电解水：替代Ni基催化剂，以更低电压实现高效稳定的碱性全解水。
• 可再生氢能：结合太阳能，以超低售价（$1.77/kg）绿色产氢，降低可再生能源制氢成本。
• PEM电解槽：虽为碱性体系，但超薄纳米网结构的高活性可为酸性PEM设计提供双功能催化思路。
• 阴离子交换膜电解：该双功能催化剂可直接用于AEM电解池，在10 mA cm⁻²下仅需1.41 V，匹配膜电极要求。