自调界面电荷析氢催化剂

酸性大电流稳定产氢

在酸性介质中通过原位质子化实现动态界面电荷平衡，无需外部调控即可同时优化氢吸附与脱附。

Zeng, Chuitao · Zhang, Jianhua · Lingzhi, Xia · 周开岭 · Jin Y. · 张永政 · Chang Bao, Han · Lau, Woonming · 汪浩

Chemical Engineering Journal 2023

具体参数

过电位

{'zh': '280', 'en': '280'} mV

稳定性

{'zh': '110', 'en': '110'} h

技术优势

界面电荷自调节

WO3在酸性介质中原位质子化转变为金属态HxWO3，功函数自动调节，无需外部调控即可加速界面电子传输。

氢吸附脱附双向优化

NiP/HxWO3中的电荷再分布平衡表面Ni和P位点的电子态，双向优化氢结合能，促进H*吸附和H2释放。

大电流下性能突出

在500 mA·cm⁻²高电流密度下过电位仅为280 mV，且稳定运行超过110小时，超过大多数已报道催化剂。

应用场景

• 酸性电解水制氢：在酸性介质中稳定高效产氢，无需贵金属。
• 大电流密度析氢：满足工业级大电流密度需求，500 mA·cm⁻²下仅280 mV过电位。
• PEM电解槽：适用于PEM电解槽酸性环境，替代贵金属催化剂。
• 氢能生产：非贵金属催化剂降低制氢成本，推动大规模应用。