铈单原子NiFe-LDH

80 mV低过电位

铈单原子通过自旋钉扎效应将镍铁层状双氢氧化物中的铁驱动至高自旋态，大幅降低海水析氧反应过电位，实现高效的太阳能驱动海水分解制氢。

贾丽 · Wu, Tian · Wen-Chao, Huang · Shu-En, He · 陈广慧 · 佟庆笑 · 简经鑫

Journal of Colloid and Interface Science 2026

参数信息

OER过电位（模拟海水）

80 mV

OER过电位（天然海水）

120 mV

Tafel斜率

20.82 mV dec⁻¹

太阳能制氢效率

14.47 %

技术优势

过电位大幅降低

单原子Ce通过Ce-O-Fe桥连结构调控邻近Fe位点的自旋态，优化氧中间体吸附能，显著降低OER过电位。

天然海水可用

在天然海水中仅需120 mV过电位即可达到100 mA cm⁻²，表明催化剂能抵抗氯离子腐蚀并保持高活性。

太阳能制氢效率高

集成到光电电解装置中，在自然阳光下实现14.47%的太阳能制氢效率，展现实际应用潜力。

应用场景

• 海水电解制氢：替代现有海水电解阳极催化剂，降低析氧过电位和氯腐蚀风险。
• 析氧反应电催化：提供高活性OER催化位点，显著降低反应过电位并加快动力学。
• 太阳能制氢：作为光电电解装置阳极催化剂，实现高效太阳能到氢能转换。
• 单原子催化剂：利用单原子Ce调控载体电子结构，提升催化活性和选择性。