富Co3+氢氧化铁电催化剂实现盐碱水分解：推动水-能源关联发展

研究人员针对海水电解制氢中析氧反应(OER)动力学缓慢及氯竞争析出难题，开发了一种Co掺杂氢氧化铁(Co-FeHy@NF)自支撑电极。该催化剂在盐碱电解质中仅需224 mV过电位即可实现10 mA cm-2电流密度，且双功能电解槽仅需1.61 V电压，为沿海地区清洁能源与海水淡化集成技术提供新方案。

　　

随着全球对零碳能源需求激增，海水电解制氢因其资源丰富性成为替代化石燃料的关键技术。然而，析氧反应(OER)的高过电位和氯离子的竞争性析出严重制约效率。韩国研究人员在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表研究，通过一步电沉积法将钴掺杂至氢氧化铁(FeHy)纳米结构并沉积于镍泡沫(NF)，制备出Co-FeHy@NF自支撑电极。

关键技术包括：恒电位电沉积法合成催化剂，X射线衍射(XRD)表征晶体结构，线性扫描伏安法(LSV)测试OER活性，以及组装双电极电解槽评估全水解性能。

【RESULTS AND DISCUSSION】

1. 结构表征：XRD显示材料呈低结晶态，钴掺杂未改变主体结构但引入Co³⁺活性位点。
2. 电化学性能：在1 M KOH+0.5 M NaCl电解液中，η₁₀=224 mV，Tafel斜率50 mV dec^-1，优于商用IrO₂。
3. 稳定性测试：100 mA cm^-2下持续100小时活性无衰减，SEM证实结构完整性。
4. 全水解应用：双电极体系仅需1.61 V即可驱动10 mA cm^-2电流，法拉第效率达98%。

【CONCLUSION】
该研究证实钴掺杂可显著提升FeHy的本征活性，Co³⁺作为质子受体加速OER动力学。通过规避贵金属并使用地球富集材料，为沿海地区同步实现氢能生产与海水淡化提供了技术范式。Yong Jin Jeong团队指出，该电极的简易制备工艺和卓越稳定性使其具备工业化应用潜力，有望推动水-能源关联技术的实际部署。