W-NiSx/Ni异质界面电催化剂

过电位38 mV

通过异质结构建促进水分子解离和析氢中间体脱附，提升碱性介质中析氢反应动力学，尤其适用于大电流密度工况下维持高效稳定运行。

Li, Ruchun · 刘丰祎 · 徐全清 · Yu, Jinli · 戚克振

Journal of Colloid and Interface Science 2024

具体参数

析氢过电位

{'zh': '38', 'en': '38'} mV

Tafel斜率

{'zh': '27.5', 'en': '27.5'} mV dec⁻¹

技术优势

过电位低至38 mV

在10 mA cm⁻²电流密度下过电位仅为38 mV，远低于大多数碱性析氢催化剂，使电解水制氢的能耗显著降低。

动力学更快

Tafel斜率仅为27.5 mV dec⁻¹，表明反应动力学由Volmer步骤控制，催化效率大幅提升。

水解离加速

W掺杂的NiSx/Ni异质界面优化了电子结构，原位拉曼和理论计算证明OH优先吸附在Ni²⁺位点，同时H从S位点溢流至Ni位点，促进水解离和H脱附。

大电流稳定

在高电流密度下仍保持高稳定性，适合实际电解槽工况。

应用场景

• 碱性电解水制氢：降低电解水制氢的能耗，提高碱性电解槽效率。
• 电催化析氢：提供高效的碱性HER催化电极，加快产氢速率。
• 氢能产业链：作为绿色制氢的核心组件，支撑氢能产业链上游。
• 金属硫化物电极：开发高性能金属硫化物基电极，替代贵金属催化剂。
• 电化学能源器件：用于电解槽、燃料电池等电化学能源器件，提升能量转换效率。