N,S共掺杂核壳电催化剂
双功能全解水高效稳定
核壳结构与N,S共掺杂协同优化电子结构,实现高效稳定的双功能全解水。
王洁 · 轩海成 · Meng, Lingxin · 梁小红 · 李玉平 · Yang, Jie · 韩培德
Journal of Colloid and Interface Science 2023
参数信息
- 析氧过电位(10 mA cm⁻²)
- 200 mV
- 析氧过电位(200 mA cm⁻²)
- 300 mV
- 析氢过电位(10 mA cm⁻²)
- 71 mV
- 析氢过电位(200 mA cm⁻²)
- 160 mV
- 全解水电压(10 mA cm⁻²)
- 1.45 V
- 全解水电压(200 mA cm⁻²)
- 2 V
- 稳定性(100 h)
- 100 h
技术优势
高活性:全解水只需1.45 V
在10 mA cm⁻²下全解水电压低至1.45 V,析氧过电位仅200 mV,通过核壳结构与N,S共掺杂优化了活性位点的电子结构。
高稳定性:100小时不衰减
在50 mA cm⁻²电流密度下连续运行100小时,电位无明显升高,体现了优异的结构稳定性。
双功能:同一电极催化两反应
同一电极同时高效催化析氧和析氢反应,简化电解池设计,不需分别制备两种催化剂。
应用场景
- 电催化全解水:替代贵金属基催化剂,降低全解水电压与成本
- 电解水制氢:提供高活性双功能电极,提升电解水制氢效率
- 燃料电池:析氢机理研究可指导燃料电池催化剂设计
- 电化学储能:核壳电极结构可拓展应用于超级电容器等储能器件