Ir/NiPS₃负载催化剂

Janus电子态协同析氢析氧

铱纳米团簇在NiPS₃载体上呈现Janus电子态，尖端富电子促进氢溢流，界面缺电子驱动析氧，实现碱性水电解析氢析氧两半反应在同一催化剂上的协同高效运行。

Liu, Yaoda · 李雷 · Wang, Li Li · Li, Na · 赵晓续 · Chen, Ya · 戴正飞

Nature Communications 2024

具体参数

碱性水电解析电压

{'zh': '1.51', 'en': '1.51'} V

碱性水电解稳定性

{'zh': '1000', 'en': '1000'} h

尿素辅助电解电压

{'zh': '1.44', 'en': '1.44'} V

技术优势

消除电子态冲突

Ir团簇在尖端保持富电子促进氢溢流，在界面保持缺电子驱动析氧，两端各司其职。

千小时稳定电解

在1 M KOH中，10 mA cm⁻²下电压仅1.51 V，持续运行1000小时无衰减。

尿素辅助降电压

添加尿素后电解电压降至1.44 V，利用尿素氧化替代缓慢的析氧反应。

应用场景

• 碱性电解水制氢：利用Janus电子态在同一催化剂上同时加速析氢和析氧，降低电解能耗。
• 可再生电力储能：高效电解水将可再生电力转化为氢能储存，实现长时储能。
• 氢气电催化析出：富电子尖端促进氢溢流，提升碱性HER动力学。
• 尿素辅助制氢：用尿素氧化替代析氧，将电解电压降至1.44 V，同时处理含尿素废水。