铝掺杂碳化钒纳米花

pH通用析氢

通过非过渡金属铝掺杂调控碳化钒表面的电子结构，在酸性和碱性介质中均实现高效稳定的析氢反应。

张雅楠 · Yiwei, Mou · Wang, Yanwei · 王金 · Chuanzhen, Feng · 孙悦 · Zhang, Huijuan · Wang, Yu Shiuan

Journal of Colloid and Interface Science 2023

参数信息

酸性介质过电位

58 mV

碱性介质过电位

97 mV

酸性介质Tafel斜率

45 mV dec-1

碱性介质Tafel斜率

73 mV dec-1

技术优势

性能超越同类催化剂

在0.5 M H2SO4和1 M KOH中，10 mA cm-2电流密度下的过电位分别仅为58 mV和97 mV，是已报道的非贵金属碳化钒基催化剂中最好的HER性能。

pH通用

在酸性和碱性介质中均表现出低过电位和优异的稳定性，适用于不同pH条件下的电解水制氢。

掺杂激活碳位点

非过渡金属Al掺杂诱导碳化钒表面电子重新分布，形成富电子碳位点，显著降低HER能垒，提高本征活性。

应用场景

• 电解水制氢：在酸性或碱性电解液中均能高效析氢，降低电解水制氢的能耗。
• 质子交换膜电解槽：在酸性介质中过电位低，有望替代贵金属Pt/C用于PEM电解槽阴极。
• 碱性电解槽：在碱性介质中同样表现出低过电位和高稳定性，可用于碱性电解槽。
• 电化学能源转换：通过调控电子结构提升本征活性，为电化学能源转换装置提供高效电极材料。