Energy Environ. Sci.：华中师大余颖课题组在大电流电解海水制氢方面取得重要进展

来源：华中师范大学 2022-09-20

导读：近日，华中师范大学物理科学与技术学院余颖教授课题组与吉林大学李莉萍教授、中国地质大学（武汉）余家国教授合作，在大电流电解海水制氢方面取得重要进展，相关成果以“Rapid self-reconstruction of Fe-modified Ni hydroxysulfide for efficient and stable large-current-density water/seawater oxidation”为题发表在国际能源与环境领域顶级期刊Energy & Environmental Science上。该工作是余颖教授继之前电解水/海水领域取得重要研究成果（Energy & Environmental Science 2017, 10: 1820（ESI热点和高被引论文）；Nature Communications 2019, 10: 5106（ESI热点和高被引论文））基础上的又一重要进展。论文第一作者为物理科学与技术学院博士生黄楚强。

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合理设计快速自重构并能在商业所需大电流密度下稳定运行的高效OER电催化剂是提高电解水制氢效率的关键，但充满挑战。为此，该团队研究人员开发了简单的两步氧化策略，在泡沫镍上原位生长铁修饰的羟基硫化镍(Fe-NiSOH)纳米片阵列，实现了高效稳定的大电流密度水/海水氧化。通过系统的研究表明，Fe-NiSOH中的S原位析出加速了电极的自重构过程，并促进生成了高活性的Ni4+，从而促发晶格氧机理。此外，得益于Fe-NiSOH电极优异的物理化学性质，在碱性水中分别只需要207、240和268 mV的过电位就可以提供10、100和500 mA cm-2的电流密度，而且能够在商用电流密度（500 mA cm-2）下稳定工作1100小时。更重要的是，它还具有良好的海水氧化活性和优异的抗海水腐蚀能力，在500 mA cm-2稳定运行超过了900小时，具有很好的应用前景。这项研究为构建快速自重构、高效稳定的电解水/海水催化剂提供了一种新的思路，也为电解海水的工业化应用提供了性能优异的催化剂。

该研究得到国家自然科学基金、中央高校基本业务费、华中师范大学优秀博士学位论文培育项目的资助。

参考资料：http://physics.ccnu.edu.cn/info/1080/5226.htm

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