在现场进行重建调节的Fe-doped Ni (OH) 氧化,用于葡萄糖氧化电催化增强的海水电解

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
• 可持续能源 可持续能源

背景情况:

• 将葡萄糖电氧化 (GOR) 与海水电解相结合,为 (H2) 生产和有价值的化学联合生产提供了一个可持续的途径.
• 开发高效,低成本的催化剂对于推进GOR辅助的海水电解技术至关重要.

研究的目的:

• 为了合成和表征在泡 (Fe_xNi(OH) 2@NF) 上支持的Fe-doped Ni(OH) 2催化剂,用于GOR辅助的海水电解.
• 研究开发的催化剂的催化性能,机制和稳定性.

主要方法:

• 热合成的Fe_xNi(OH) 2@NF催化剂.
• 操作电化学阻抗光谱和现场拉曼光谱,以研究催化剂的现场重建和活性物种.
• 在离子交换膜 (AEM) 流电解仪中进行电化学测试.

主要成果:

• 铁兴奋剂有效地降低了GOR的过量潜力,因为它促进了NiOOH活性物种的现场形成.
• 在1.38V与RHE相比,Fe0.15Ni(OH) 2@NF在1.38V实现了100mA cm-2,与氧演化反应 (OER) 相比,显著降低了能源消耗.
• 催化剂在AEM流电解器中经过250个小时的运行证明了高稳定性,并实现了对形式酸盐,葡萄酸盐和H2生产 (99.2 ± 0.5%) 的卓越法拉达效率.

结论:

• 用Fe合的Ni(OH) 2@NF催化剂对于高效且低能耗的GOR辅助海水电解是非常有效的.
• 这项工作为设计先进的催化剂提供了有价值的见解,用于可持续的生产和从生物质和海水中进行化学联合生产.
• 开发的系统对可持续气生产技术的工业化充满希望.