Fe₄N/Co₃N/MoO₂异质结

海水分解1.69 V

在镍氮化物表面原位构建的多级协同催化界面，同时优化氢/氧析出反应路径，实现安培级电流密度下的高效双功能电解水。

Liao, Liling · Li, Dongyang · Yan, Zhang · 张勇 · 余芳 · 杨伦 · 王秀章 · 唐东升 · 周海清

Advanced Materials 2024

参数信息

全解海水电压

1.69 V

全解淡水电压

1.65 V

稳定运行时间

200 h

技术优势

电压够低

多级界面上的Mo和Co/Fe位点优化了反应路径和配位环境，增强了水吸附/解离和中间体吸附，从而协同加速析氢和析氧，使全解海水在1000 mA cm⁻²下仅需1.69 V。

长期稳得住

在500–1500 mA cm⁻²的高电流密度下连续运行超过200小时，证明其在大电流工况下的耐久性，适用于实际电解槽。

双功能一体

同一催化剂同时高效催化析氢和析氧，无需分别使用不同的阴极和阳极催化剂，简化电解槽设计和运行。

应用场景

• 碱性电解水：作为双功能催化剂，可直接用于碱性电解槽，降低电解电压和能耗。
• 海水制氢：在安培级电流密度下高效稳定分解海水，避免淡水消耗，适合沿海制氢。
• 双功能电催化：同一电极材料同时催化析氢和析氧，简化电解槽结构，降低成本。
• 可再生能源制氢：与波动性可再生电力匹配，在大电流密度下稳定运行，提高绿氢产率。