当前位置:群英聚首 >> 最新动态 >> 正文
MaterialsViewsChina: 应用于太阳能制氢系统的超低钌负载过渡金属磷化物双效电催化剂
来源:木士春教授课题组 个人网站 发布日期:2020-06-28
2020年06月19日 by materialsviewschina微信推送

近年来,受传统能源危机和环境污染等问题的影响,氢作为一种能量密度高、清洁的绿色能源得到了人们的广泛关注。在现有的制氢技术中,电解水制氢不仅是一种较为便捷的制氢方法,而且还提供无碳、高纯度和可持续的制氢途径。但电解水制氢也存在一些限制其规模化发展的瓶颈,如缺乏高效的电催化剂以降低制氢能耗。当前,Pt和Ru/Ir基催化剂分别是最佳的HER和OER催化剂。然而,贵金属催化剂的高成本和资源稀缺严重阻碍了其广泛应用。因此,高性能、低成本和可规模化的双效全解水催化剂已成为电解水制氢技术的研究热点。

过渡金属磷化物(TMPs)作为一类间隙化合物,具有高的导电性、电催化活性及电化学稳定性,被认为是未来全解水的理想催化材料之一。Ru作为Pt族的一员,其价格仅为Pt的4%,而且还具有类Pt的析氢活性和高于Pt的析氧活性,可代替Pt作为全解水催化使用。最近,武汉理工大学木士春课题组以PBA为前驱体,通过先水热载钌再低温固相磷化的方法构筑了含有超低量Ru的过渡金属磷化物(Ru-MnFeP/NF)。得益于优化的电子结构配置、独特的纳米片花结构和改善的含氢、含氧中间体的吸附过程,获得的Ru-MnFeP/NF催化剂在1 M KOH溶液中呈现出了优异的HER(35 mV @ 10mA cm-2)和OER(191mV @ 20mA cm-2)电催化活性。当将其组装为两电极电解槽时,仅需1.47V的超低电压就可以达到10 mA cm-2的电流密度,这是目前为止报道的最低水分解电压值之一。此外,该催化剂还表现出近乎100%的法拉第效率和优异的电化学稳定性。最后,他们还将该全水解装置与太阳能电池联用,成功构建和演示了可长期稳定运行的太阳能制氢系统。

相关论文以Ultralow Ru Loading Transition Metal Phosphides as High‐Efficient Bifunctional Electrocatalyst for a Solar‐to‐Hydrogen Generation System为题目在线发表于Advanced Energy Materials (DOI: 10.1002/aenm.202000814),硕士研究生陈钉为第一作者,木士春教授为通讯作者。


Copyright © 2005 Polymer.cn All rights reserved
中国聚合物网 版权所有
经营性网站备案信息

京公网安备11010502032929号

工商备案公示信息

京ICP证050801号

京ICP备12003651号