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镍铁层状双金属氢氧化/碳纤维布复合材料 用于高效电解海水析氧
更新日期:2021-12-30


电解海水制氢利用海水为原料制取氢气,可以减少对淡水资源的消耗,同时还可以通过氢气的使用过程实现海水的淡化。海水制氢特别适用于一些淡水资源严重匮乏的沿海区域或者偏远海岛。近日,实验室杜少武、吴克琛教授团队在电解海水制氢方面取得新进展,相关研究结果发表在《Materials Today Energy(IF=7.3) 期刊上(Materials Today Energy 22 (2021) 100883)

该报道采用悬挂生长法,在常压低温条件下将镍铁层状双金属氢氧化物成功负载到碳纤维布上,制备了一种可同时适用于淡水介质和海水环境的碱性析氧催化剂。该方法大幅降低了反应温度,缩短了反应时间,而且反应过程无有害气体释放。这种制备方法不但遵循了“绿色高效节能”的生产理念,而且简化了制备过程,避开了高温高压的极端反应条件,大幅提高了制备过程的安全性,降低了能耗。经过对反应物镍铁组分的优化,发现镍铁元素配比为6:4时所得催化剂(NiFe-LDH-6-4/CC)具有最佳的OER活性(如图)。该催化剂不仅具备良好的催化活性,还具备良好的催化稳定性和催化选择性,可实现淡水介质连续产氧450小时以及海水体系连续产氧165小时活性基本无衰减,在淡水和海水中OER的法拉第效率分别为97.7%96.9%,而且该催化剂还具有良好的OER选择性,可以阻止海水中氯离子还原反应的发生。

该论文第一作者为实验室董国法博士,通讯作者为实验室杜少武教授,香港城市大学Johnny C. Ho教授和深圳大学方明副教授。该研究得到国家自然科学基金面上项目、福建省科技厅自然科学基金重点项目等科技基金的资助。

图:(a) 不同镍铁元素配比的催化剂OER性能图;(b) 在不同电流密度下的电化学析氧过电位变化趋势;(c) NiFe-LDH-6-4/CC电化学析氧稳定性测试图

论文相关链接:https://doi.org/10.1016/j.mtener.2021.100883




文章来源:福建省海洋传感功能材料重点实验室(闽江学院) 编辑:打印文章】【 返回顶部