10月26日消息,Phys.org刊发的 Science X Dialog 栏目介绍了 一种面向绿氢电解的新型纳米材料:研究者通过化学气相沉积(CVD),在MXene二维片层表面生长碳纳米纤维,并使其顶端负载铁或镍氧化物颗粒,形成复合电催化剂,用于碱性水电解的全解水反应。
测试数据显示,在全电池配置、10 mA/cm²电流密度下,铁基复合电极所需电压为2.2伏,明显优于镍基的2.7伏;在24小时稳定性测试中,镍基电极的电压漂移略小。但在析氢半反应(HER)中,两类非贵金属催化剂的性能仍不及铂基准。
研究背景方面,当前全球约96%的氢气来自煤制氢与天然气重整,每生产1公斤灰氢约排放10公斤二氧化碳,蓝氢也约有6公斤;绿氢依赖电解水,而阳极析氧与阴极析氢均需电催化剂在实用电压下运行。最优催化剂普遍依赖铂、钌、铱等稀缺贵金属,成本与资源约束限制了电解槽规模化。
MXene具有高导电性与可调表面化学,与碳纳米纤维和过渡金属氧化物复合后可兼顾导电性、活性位点密度与结构稳定性。该工作属于 Science X Dialog 研究者自述栏目,其产业化价值尚需更长周期与更大电流密度下的验证,但为非铂族电解催化提供了材料设计层面的新参照。
(来源:Phys.org)