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甲醇辅助水分解制氢高效双功能催化剂

开心的月饼 2023-10-17 08:43:43 健康养生

氢能作为绿色环保的能源载体,是能源向绿色经济转型的关键转变,而利用可再生能源分解水技术制绿色氢被认为是最佳选择。同时,水分解在热力学上需要高能量输入(1.23V),并且由于析氧反应(OER)动力学的延迟,实际水电解的电池电压可以超过1.8V。

甲醇辅助水分解制氢高效双功能催化剂

利用低氧化电位甲醇(0.016V)辅助水电解因其可匹配可再生能源实现低能耗制氢而备受关注。

提出实现绿色制氢可持续愿景的关键是探索催化甲醇氧化和析氢反应的高效双功能催化剂。然而,传统的Pt基催化剂表面容易被吸附的CO中间体(CO*)中毒,导致反应动力学缓慢和催化性能下降,严重制约了甲醇电解制氢的发展。

亲氧功能组分的引入可以促进水在低电位下的解离,产生更多的含氧物种,有助于去除Pt表面的CO*,从而显着提高MOR的活性和稳定性。

近日,扬州大学冯立刚教授领导的研究小组报道了一种新平台——MoSe2纳米片负载Pt纳米颗粒,用于双功能Pt/MoSe2系统催化甲醇辅助水分解制氢。。

光谱和理论分析表明,具有二维结构的亲氧MoSe2组分优化了Pt位点上CO*和H*的吸附,从而增强了甲醇辅助水分解反应的催化能力。峰值电流密度比商用Pt/C甲醇氧化催化剂高2.5倍,并且需要32mV的小过电势才能在含甲醇电解液中实现10mAcm–2的析氢反应电流密度。

当同时用作阴极和阳极时,10mAcm–2时需要0.66V的低电池电压,明显低于水分解所需的1.75V电压。该成果发表在《催化学报》上。


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