Fe/P双掺杂NiMoO₄

三功能低能耗

中空纳米棒结构，在碱性海水中同时驱动析氢、析氧和肼氧化反应，将肼辅助电解的制氢能耗推至新低。

Zhan, Zhao · 李子真 · Zhang, Jason · 孟祥超

Applied Catalysis B: Environmental 2024

具体参数

析氢过电位（HER）

{'zh': '23', 'en': '23'} mV

析氧过电位（OER）

{'zh': '213', 'en': '213'} mV

两电极体系电压降低值

{'zh': '1.40', 'en': '1.40'} V

制氢电耗

{'zh': '2.3', 'en': '2.3'} kWh m⁻³

技术优势

电压大幅降低

以热力学有利的肼氧化反应取代析氧反应，使两电极体系电压降低约1.40 V。

电耗创纪录低

在碱性海水/0.5 M N₂H₄电解液中，商业反应器内电耗低至2.3 kWh m⁻³。

无氯副产物

催化剂在海水电解中保持稳定，且全程无次氯酸根（ClO⁻）产生。

机理明确

DFT计算表明Fe/P共掺杂优化电子结构、调节d带中心，从而增强中间体吸附/脱附。

应用场景

• 海水电解制氢：直接在碱性海水中高效电解制氢，避免氯副反应。
• 肼辅助燃料电池：利用肼氧化反应替代析氧，显著降低电解电压和能耗。
• 高效析氢催化剂：提供超低过电位的双掺杂中空结构析氢催化剂。
• 电催化氧化反应：对肼氧化反应具有高活性，可用于节能阳极反应。