室温下制备的大面积催化剂,用于安培量级的海水氧化反应

《ACS Energy Letters》:Room-Temperature-Fabricated Large-Area Catalysts for Ampere-Scale Seawater Oxidation

【字体: 时间:2025年10月24日 来源:ACS Energy Letters 18.2

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  NiFe基(氧)氢氧化物作为非贵金属氧析出反应(OER)催化剂活性突出,但其应用受限于大电流密度下稳定性差和合成能耗高问题。本研究采用商用不锈钢网的一步室温腐蚀法,直接制备MoO4^2-修饰的NiFeOOH/SSM电极。通过调控电子结构与电荷分布,增强OER中间体吸附并抑制Cl-竞争吸附,结合多孔亲水表面促进电解质传输和气泡释放,电极在海水OER中实现≥1000 mA/cm2的高电流密度稳定性,提供了一种低成本、可扩展的海水电解电极设计方案。

  
摘要图片

基于NiFe的(氧)氢氧化物被广泛认为是最活跃的非贵金属析氧反应(OER)催化剂,但其应用受到在大电流密度下稳定性差以及合成过程复杂且能耗高的限制。在这里,我们提出了一种一步法、室温下的腐蚀策略,该方法直接应用于商用不锈钢垫片上,制备出大面积的MoO42–改性的NiFe(氧)氢氧化物(Mo-NiFeOOH/SSM)电极。MoO42–的引入有效调节了NiFeOOH的电子结构和电荷分布,增强了OER中间体的吸附能力,同时抑制了氯离子的竞争性吸附。结合多孔亲水表面,这种电极具有优异的耐腐蚀性和高催化活性,能够在≥1000 mA cm–2的电流密度下稳定运行。这种简单、可扩展且低成本的制备方法凸显了Mo-NiFeOOH/SSM作为大规模海水电解实用电极设计的潜力。

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