NiFeCo LDH/NiS异质结电极

高电流密度下高效稳定

在泡沫镍上构建的NiFeCo LDH/NiS异质结构，通过降低反应能垒，显著提升碱性析氧反应在高电流密度下的长期稳定性，已成功应用于2.5 kW阴离子交换膜电解槽。

Liu, Yujie · Song, Qi · Xu, Tongguang · Qian, Kong · Gang, He · Sun, Haixiao · Huatong, Li · Yuan, Zhaoshuo · Xinyu, Ma · Xiangyu, Su · 代小平 · 张秋根 · 李振兴 · 韦岳长 · 张新

Applied Catalysis B: Environmental 2025

具体参数

过电位

{'zh': '288', 'en': '288'} mV

电解槽电压

{'zh': '1.63', 'en': '1.63'} V

长期运行电压

{'zh': '1.69', 'en': '1.69'} V

长期运行电压

{'zh': '1.92', 'en': '1.92'} V

电解槽电压

{'zh': '1.77', 'en': '1.77'} V

技术优势

能垒降低，活性提升

异质结构降低了催化反应的活化能垒，优化了反应中间体的吸附能，从而显著提高了析氧反应的本征活性。

高电流密度下低过电位

仅需288 mV过电位即可达到1 A cm⁻²，满足工业级电解对高电流密度的需求。

长期运行稳定

在2×2 cm²电解槽中连续运行2100小时，期间电流密度从1升至2.5 A cm⁻²，电压仅小幅增加，证明其优异的耐久性。

可规模化制备

电极可放大至15×15 cm²，并在60 °C下于2.5 kW电解槽中稳定运行1000小时，验证了其工业应用潜力。

应用场景

• 碱性电解水制氢：可直接用作阳极，替代贵金属催化剂，在高电流密度下稳定工作，降低制氢成本。
• 析氧反应催化剂：其低过电位和高稳定性，使其成为碱性介质中高效析氧反应的新选择。
• 阴离子交换膜电解槽：已验证在2.5 kW AEM电解槽中稳定运行，可推动其商业化应用。
• 大规模制氢电极：电极可放大至15×15 cm²，适配工业级电解槽，满足大规模制氢需求。