等离子体诱导的原子尺度接提高了电催化剂的效率和稳定性,用于安培级电流密度的水分

科学领域:

• 电化学 电化学 电化学
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 催化剂是一种催化剂.

背景情况:

• 工业水电解需要高电流密度,在这种情况下,催化剂的效率和稳定性受到质量传输和基板粘附的限制.
• 减少运输过量的潜力和改善催化剂-基质结合对于生产的长期性能至关重要.

研究的目的:

• 为高性能水电解开发一种新的阴极材料和改造策略.
• 为了提高催化剂-基质相互作用和质量运输特性,以有效地产生气.

主要方法:

• 垂直Ni-Co-P催化剂的合成.
• 用于双重表面和接口修改的等离子处理.
• 在离子交换膜 (AEM) 电解器中进行电化学性能测试.
• 密度函数理论 (DFT) 的计算.

主要成果:

• (N) Ni-Co-P/Ni3N 阴极实现了超低的超电位 (421 mV 在 4000 mA cm−2).
• 该系统在1.85V下达到1000mA cm-2并稳定运行300小时以上在500mA cm-2.2下.
• 太阳能驱动的 AEM 电解仪实现了 1585 mA cm−2 的太阳能效率 (SHT) 为 9.08%.

结论:

• 等离子体修饰产生"原子级接"效应,增强催化剂的导电性和稳定性.
• 开发的非贵金属系统为工业规模,高效和可持续的生产提供了一个有前途的途径.
• 通过先进的催化剂设计,可以实现最佳的安培级电流密度水分离.