設計具有高活性、高選擇性和強抗氯化物腐蝕性的高性能析氧反應(OER)陽極材料,對于推進大規模生產H2的海水電解至關重要,但這是一個艱巨的挑戰。近日,中山大學Li Ping、山東大學Xiong Shenglin報道了由泡沫鎳支撐的Ni3N多孔納米片陣列組成的多層電極,該陣列用NiFe-植酸酶配位復合物覆蓋層(NF/Ni3N@NiFe-PA)通過簡單的界面配位在堿性海水電解中實現顯著提高和持續的OER。
本文要點:
1) 得益于Ni和Fe物種之間協同作用調節的電子態,在摻入的植酸作為質子傳遞中繼的幫助下,通過加速質子運動來促進質子耦合電子傳遞,并通過獨特的超親水和超疏水特性來促進質子傳遞,得到的NF/Ni3N@NiFe-PA在海水中表現出優異的OER活性。
2) 此外,將耐腐蝕的Ni3N與NiFe-PA復合物和原位生成的NiFeOOH結合起來,可以共同促進氯化物的排斥,從而使電極具有優異的耐腐蝕性。該工作為通過同時進行幾何和電子結構操作來設計海水電解中高OER活性和耐腐蝕陽極提供了一種新途徑。
Li Ping et.al Corrosion Resistant Multilayered Electrode Comprising Ni3N Nanoarray Overcoated with NiFe-Phytate Complex for Boosted Oxygen Evolution in Seawater Electrolysis Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202303360
https://doi.org/10.1002/aenm.202303360