本成果主要是一種氫能及金屬空氣電池材料的制備,針對工業(yè)堿性電解槽催化氫析需較高過(guò)電勢來(lái)加速 H*中間體生成的問(wèn)題,本成果構建了一種皮芯結構的電催化劑,其內部為硒摻雜的磷化鈷,外部為氮摻雜的碳,硒摻雜促進(jìn)了電子從內部磷化物到外部碳層的轉移,加快了析氫決速步驟,實(shí)現了堿性電解液中突出的 HER 性能。同時(shí),構筑的外部碳層可起到保護作用,有利于催化在大電流密度下的穩定性。本成果還對具有優(yōu)異耐久性、高活性的 OER 電催化劑展開(kāi)了研究,構造了鎳鐵層狀雙氫氧化物修飾的磷化物,揭示了催化劑的重構現象,生成的羥基氧化物充當 OER 的活性組分。鎳鐵層狀雙氫氧化物修飾的磷化物作為水分解的陰極和陽(yáng)極,在 100 mA cm-2 的高電流密度下穩定工作超過(guò)275 小時(shí)。
應用前景:
本成果實(shí)現了多功能催化材料不同活性成分間的偶合,為設計多功能電催化劑提供了參考。燃料電池、金屬空氣電池、金屬硫電池和金屬離子電池等是下一代電化學(xué)能量存儲(或轉換)裝置的最佳選擇,涉及到氧還原、硫轉換等電極反應,催化劑材料能提高反應速率和輸出性能,在未來(lái)具有巨大的應用前景。
成熟度:中試