氮掺杂碳纳米笼析氢催化剂

高电流密度稳定析氢

通过氢溢流效应促进H2快速释放，解决了高电流密度下H*吸附过强和H2积累的问题。

Zhang, Yanyun · Yu, Wenhao · 张浩 · Shi, Yue · Jiawei, Zhu · Wang, Tiantian · Sun, Yuyao · 詹天荣 · 赖建平 · 王磊

Small 2023

参数信息

过电位

12.2 mV

转换频率

44.7 s⁻¹

耐久性

360 h

技术优势

气泡快速释放

超疏气的氮掺杂碳材料促进H2快速释放，避免H2在催化剂表面聚集覆盖活性位点。

氢溢流脱附位点

吡咯氮活化相邻碳位点作为氢溢流的脱附位点，避免H*在Pt上过强吸附。

长时稳定

在50 mA cm-2电流密度下经过360 h耐久性测试后性能无明显衰减，满足工业应用稳定性要求。

应用场景

• 碱性电解水制氢：高电流密度下稳定析氢，避免气泡覆盖，适合碱性电解槽。
• PEM电解槽：低过电位降低能耗，提升PEM电解槽效率。
• 电催化析氢：氢溢流提供额外脱附位点，提升析氢反应速率。
• 燃料电池催化剂：碳载体可调控功函数优化Pt电子结构，提升催化活性。
• 氢能催化剂载体：氮掺杂碳纳米笼提供氢溢流位点，是高效催化剂载体。