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Angew:内建界面电场助力提升阴离子交换膜水电解析氢反应效率

催化视界  · 公众号  ·  · 2024-12-26 07:30
    

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点击文末阅读原文可直达文献 阴离子交换膜水电解(AEMWE)技术因其低成本和环境友好性而备受关注。然而,在AEMWE的阴极,析氢反应(HER)通常因额外的水解离步骤而反应动力学缓慢,导致较高的过电位和较低的能量转换效率。为此,开发具有高活性和稳定性的非贵金属催化剂是突破这一技术瓶颈的关键。 成果简介 本文报道了一种新型纳米异质结构催化剂Ni₃N@W₅N₄,该催化剂通过在Ni₃N纳米颗粒表面包覆超薄W₅N₄壳层,形成内建界面电场(BIEF)。BIEF显著增强了界面处的电子局域化,降低了水解离步骤的能垒,从1.40 eV降低至0.26 eV。该催化剂在碱性HER中表现出卓越的活性和稳定性,10 mA cm⁻²电流密度下的过电位仅为60 mV,并在500 mA cm⁻²下稳定运行100小时。此外,Ni₃N@W₅N₄作为阴极催化剂在AEMWE设备中稳定运行80小时,在1 A cm⁻²电流密度下 ………………………………

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