綠色能源量產(chǎn)的未來(lái)：KAUST研究人員用低成本材料創(chuàng)造出電極
2022-03-15 08:17:10 cnBeta.COM
“我們的動(dòng)機(jī)是取代水分離系統(tǒng)中基于貴金屬的陽(yáng)極，降低成本并促進(jìn)方便的大規(guī)模生產(chǎn)，與此同時(shí)還能不影響性能，”領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的Cafer Yavuz實(shí)驗(yàn)室的博士后Pravin Babar說(shuō)道，“我們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種界面工程策略，以此來(lái)使用更具成本效益的材料，進(jìn)而展示出幾乎跟標(biāo)準(zhǔn)貴金屬陽(yáng)極相同的性能。”
KAUST的研究人員利用涂有鐵和鈷納米材料的金屬泡沫展示了這一過(guò)程。他們應(yīng)用一種簡(jiǎn)單、快速和可擴(kuò)展的濕化學(xué)方法，以此在鎳泡沫基材上生長(zhǎng)出二維cobalt iron hydroxide(CoFe-OH)納米片，并將水合氧化鐵(FeOOH)納米顆粒沉積到表面。
“通過(guò)使用納米材料沉積來(lái)設(shè)計(jì)電極和水之間的界面，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種結(jié)合了高導(dǎo)電性和高表面積的材料，其表面覆蓋著豐富的活性位點(diǎn)用于生產(chǎn)分子氧(O2)，”KAUST寫(xiě)道。
測(cè)試顯示了一個(gè)很有前景的結(jié)果，因?yàn)樵摬牧媳蛔C明足夠強(qiáng)大，從而可以在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保持其性能。KAUST透露稱(chēng)，在連續(xù)使用的50小時(shí)內(nèi)，該材料保持一致。
“跟最近報(bào)道的其他催化劑相比，基于其顯著的氧進(jìn)化反應(yīng)性能、動(dòng)力學(xué)和高電流密度下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，我們的材料是低成本氧進(jìn)化反應(yīng)電極的最合適的候選材料，”Babar說(shuō)道。
Yavuz還對(duì)通過(guò)在單一電極材料中無(wú)縫結(jié)合納米材料所取得的協(xié)同性能收益表示高興。“這是我們首次涉足水電解的可再生氫氣。我們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)一個(gè)可持續(xù)的整體水分離系統(tǒng)，而不僅僅是氧氣進(jìn)化反應(yīng)。我們非常興奮，我們的設(shè)計(jì)是可行的，另外還期望在幾年內(nèi)能有一個(gè)可工作的原型裝置。”
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