长距离导电路径提升了高性能聚合物基复合材料在解耦水电解中的应用效果

《Advanced Energy Materials》：Long-Range Conductive Pathways Boost High-Performance Polymer-Based Composite for Decoupled Water Electrolysis

可再生能源电解制氢中采用聚合物/碳纳米管复合材料（PCNT）作为固态氧化还原介质，有效解耦氢氧析出过程，电极在酸性电解质中展现出137 mAh g?1的高倍率和76%的长循环稳定性。结合光伏系统实现无膜直接制氢，突破传统电解槽气体交叉污染瓶颈。

　　

摘要

利用可再生能源驱动的电解法生产绿色氢气是实现可持续能源战略的关键。然而，传统的水电解系统由于氢气和氧气同时产生，存在气体交叉泄漏的风险。本文设计并合成了一种聚合物/碳纳米管复合材料（PCNT），作为固态氧化还原介质，用于在酸性水电解过程中分离氢气（H₂）和氧气（O₂）的生成。由于聚合物与碳纳米管之间强烈的π–π相互作用以及其长程导电结构，该PCNT电极表现出优异的电流密度性能（在100 A g^?1电流下达到137 mAh g^?1）和出色的循环稳定性（在10 A g^?1电流下经过25,000次循环后仍保持76%的容量）。当该电极与光伏面板结合使用时，无需使用隔膜即可在不同时间分离氢气和氧气的生成，从而实现可再生能源向高纯度氢气的直接转化。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。