钨单原子催化剂

介观电场强化

通过调控纺锤体CuO载体的尖端角度，在介观尺度强化电场并优化原子级配位，实现高效稳定的析氢。

Chang, Chaoqun · Xiaodong, Li · 魏世忠 · Zhao, Yang · Gong, Lihua · 张永辉 · Jian, Liu · 巩飞龙

Advanced Energy Materials 2024

参数信息

稳定性（电流密度）

200 mA cm⁻²

电解槽衰减率

0.085 mA cm⁻² h⁻¹

析氢速率增强倍数

5 times

技术优势

尖角强化电场

尖端角从74°减小到27°，介观电场增强，析氢速率提升5倍。

配位调控优化吸附

配位调控增加W–O配位数，促进电荷转移，d带中心下移，优化氢脱附过程。

工业级稳定性

在300 mA cm⁻²下连续运行120 h，衰减率仅为0.085 mA cm⁻² h⁻¹。

电解槽性能比肩商用

以WSA/CuO-27组装的阴离子交换膜电解槽展现出与商用催化剂相当的活性。

应用场景

• 电解水制氢：用于碱性电解水制氢，降低槽压、提升大电流稳定性。
• 燃料电池：作为燃料电池阳极析氢催化剂，提升效率与耐久性。
• 电催化：提供跨尺度强化策略，指导高效电催化剂设计。
• 催化材料：作为单原子催化剂载体，实现高分散、高活性催化材料。