欧欣研究员与复旦郭艳辉副教授合作在高效催化电极基底材料方面取得重要成果

  

  近日,澳门微尼斯人娱乐欧欣研究员课题组与复旦大学材料科学系郭艳辉副教授团队合作在使用非金属基底构筑高效、低成本催化电极方面取得了重要突破,在国际著名学术期刊《Energy & Environmental Science》(2018年影响因子33.25)上发表题为“Fabrication of practical catalytic electrodes using insulating and ecofriendly substrates for overall water splitting”的研究论文。DOI: 10.1039/c9ee00839j。 

1 (a)纸片电极的制备过程;(b)-(d)分别为空白纸片、活化纸片以及 Ni-P-B/纸片电极的 SEM 图;(e) Ni-P-B/Paper 电极的侧面图;(f) HRTEM 图;(g) 直径 12cm 的催化电极图;(h)电极导电性图

  常规的催化电极主要由催化剂与导电基体两部分组成,当前研究主要集中在催化剂的开发方面,而基底材料则仍主要局限在导电金属类的铁、镍、铜、钛以及非金属类的碳布等。这些基材虽具有导电性好,机械性能优良等优点,但存在成本,环保等方面问题。因此,拓展催化电极的基材对于实用催化电极的研发具有重要的现实意义。 

2 (a)-(b)为各催化电极的 HER  OER 性能图;(c)Ni-P-B/Paper 电极的稳定性图;(d)各催化电极的性能及质量比较   

  该工作使用常见、易得的基底材料(纸、海绵及布),借助简单的化学镀方法将导电催化剂均匀沉积于其表面,制备出了具有高效、经济、轻质、可折叠等特点的新型催化电极,所得电极具有良好的导电性,电极方块电阻只有0.42Ω sq-1。这类电极还具有优异的电催化活性,其中,使用滤纸构筑的Ni-P-B/Paper电极在1M碱性电解液中实现了高效的析氢(η500=276 mV)与析氧反应(η500=375 mV),并在1A/cm2大电流密度下可稳定工作240 h以上,性能优于相同催化材料的金属基底电极,而其重量仅为相同尺寸Ni Foil催化电极的五分之一,Ni Foam催化电极的一半。该工作具有潜在的实用价值,也为新型催化电极的设计与研制提供了新思路。 

  该研究工作得到了国家自然科学基金委、上海市科学技术委员会等项目的大力支持。 

  论文链接: 

  https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ee/c9ee00839j/unauth#!divAbstract 

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