追求符合碳中和的能源促進了人們對于海水電解制備綠氫的關注和興趣。Ni催化劑在堿性水氧化反應中具有優異的催化活性,但是催化位點在氯離子濃度較高的海水中容易失活,這導致催化劑的工作時間非常有限。
有鑒于此,香港理工大學Lawrence Yoon Suk Lee等報道使用激光刻蝕在Ni(OH)2表面修飾LiFePO4,構筑了高效穩定的電解海水電催化劑。
本文要點
(1)
通過詳細的分析發現PO43-具有排斥Cl-的能力,緩解了電催化劑的腐蝕。而且NiOOH和Fe3(PO4)2的界面具有增強的OH-吸附,具有更好的電子轉移。
(2)
這種協同作用導致電催化劑在10 mA cm-2實現了非常低的過電勢(237 mV),而且具有非常好的持久性。電催化劑在100 mA cm-2電流密度電解海水600 h后,催化活性僅有3.3 %的損失。這項研究有助于將使用后的鋰電池材料用于構筑高性能的海水電催化劑,促進發展綠氫的制備技術。
參考文獻
Zhen Li, Mengting Li, Yiqun Chen, Xucun Ye, Mengjie Liu, Lawrence Yoon Suk Lee, Upcycling of Spent LiFePO4 Cathodes to Heterostructured Electrocatalysts for Stable Direct Seawater Splitting, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202410396
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202410396