偏磷酸镍/碲化镍异质结

尿素氧化电位1.313 V

构建Ni3+/Ni2+介导的尿素氧化新路径，避免Ni3+积累和*COO过度吸附，显著降低UOR能垒，实现高效节能制氢。

郭鹏 · Cao, Shoufu · 鲁效庆 · Chen, Weizhe · Zhang, Youzi · Wang, Yijin · 徐新 · Ruiqing, Zou · Liu, Sibi · 李炫华

Advanced Materials 2024

具体参数

尿素氧化电位

{'zh': '1.313', 'en': '1.313'} V

析氢过电位

{'zh': '24', 'en': '24'} mV

全解槽电压

{'zh': '1.475', 'en': '1.475'} V

运行稳定性

{'zh': '500', 'en': '500'} h

法拉第效率

{'zh': '100', 'en': '100'} %

技术优势

尿素氧化电位降低

Ni₃⁺/Ni²⁺介导路径避免Ni³⁺积累和*COO过度吸附，使UOR能垒显著降低，10 mA cm⁻²下仅需1.313 V。

析氢过电位低

Ni₂P₄O₁₂/NiTe在10 mA cm⁻²时析氢过电位仅24 mV，有利于提高电解效率。

全解电压低

以Ni₂P₄O₁₂/NiTe为双功能催化剂构建的尿素电解槽，在100 mA cm⁻²时槽电压仅1.475 V。

长效稳定

尿素电解运行500小时以上性能稳定，法拉第效率近100%，适合持续运行。

应用场景

• 节能制氢：利用尿素氧化替代析氧反应，将原本高耗能的制氢过程电压大幅降低，实现节能制氢。
• 尿素辅助电解：尿素氧化电位仅1.313 V，远低于传统水氧化，可用于含尿素废水的电解处理并同步产氢。
• 镍基析氢催化剂：该异质结在碱性条件下析氢过电位仅24 mV，可作为高效镍基析氢催化剂使用。
• 氢能全产业链：低能耗制氢关键材料可集成于电解水制氢系统，助力氢能全产业链降本增效。