梯度结构金属玻璃

Pei, Chaoqun; Chen, Shuangqin; Jiuyuan, Xie; Feng, Shidong; Mingyuan, Yu; Zhan, Cheng; Qian Y.Y.; Yang, Guannan; Yuxuan, Chen; Lan, Si; Erjun, Kan; Di, Wang; Mu, Xiaoke; Hahn, Horst C.; Sun, Baoan; Wilde, Gerhard; Feng, Tao

梯度结构金属玻璃

全水分解性能卓越

采用梯度结构引入应变，使Ni-Fe-P金属玻璃在全水分解中展现出优于贵金属的催化活性。

Pei, Chaoqun · 陈双琴 · Jiuyuan, Xie · 冯士东 · Mingyuan, Yu · Zhan, Cheng · Qian Y.Y. · 杨冠南 · Yuxuan, Chen · 兰司 · Erjun, Kan · Di, Wang · Mu, Xiaoke · Hahn, Horst C. · 孙保安 · Wilde, Gerhard · Feng, Tao

Materials Today 2025

具体参数

全水分解电压: 1.378 V
全水分解电压: 1.682 V

技术优势

全水分解电压低

只需1.378 V即可达到10 mA cm⁻²，碱性介质中低于贵金属催化剂，可大幅降低电解水能耗。

大电流性能卓越

在1000 mA cm⁻²高电流密度下电压仅为1.682 V，可满足工业级电解水的高电流需求。

应变工程普适

梯度结构设计已成功应用于多种成分的金属玻璃丝，表明该策略具有普遍适用性。

非贵金属替代

基于Ni-Fe-P非贵金属成分，避免使用Pt等贵金属，可降低催化剂成本。

应用场景

碱性水电解：在碱性电解槽中作为阴阳极，降低全水分解电压以节省电能。
电解水制氢：高效催化水分解制氢，替代贵金属催化剂以降低成本。
电催化剂：作为非贵金属电催化剂，通过应变工程提升催化活性。
燃料电池：可用于燃料电池相关电催化反应，提供高活性非贵金属催化材料。