上證報中國證券網(wǎng)訊（記者 韓遠(yuǎn)飛）4月14日，大連化物所發(fā)布消息，近日，該所在堿性水電解制氫領(lǐng)域取得新進(jìn)展。研發(fā)團(tuán)隊提出了“原子到宏觀”多尺度組裝整體式催化電極設(shè)計新策略，構(gòu)筑了具有多級孔結(jié)構(gòu)的整體式電極，在安培級電流密度下實現(xiàn)高效、穩(wěn)定產(chǎn)氫，為降低制氫成本提供了新方案。
本工作提出了“原子到宏觀”多尺度組裝整體式催化電極設(shè)計新策略，通過模板輔助粉末冶金法制備了整體式多級孔鎳金屬骨架，并在其表面引入二氧化鉬，通過高溫煅燒，最終形成具有豐富原子級異質(zhì)界面及“納米—微米—亞毫米”三級孔結(jié)構(gòu)的整體式電極。
在電子結(jié)構(gòu)層面，鎳與二氧化鉬界面處的電子轉(zhuǎn)移適度弱化了氫中間體在鎳位點(diǎn)的吸附，從而促進(jìn)了氫氣的脫附，提升了本征活性；在傳質(zhì)層面，親水性的二氧化鉬與多級孔結(jié)構(gòu)協(xié)同作用，加速了氣泡脫附和電解液滲透，提高了高電流密度下的傳質(zhì)效率；在穩(wěn)定性層面，鎳與二氧化鉬間的強(qiáng)相互作用及其與多孔鎳整體式骨架的牢固結(jié)合，增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
該工作通過從原子到宏觀尺度的跨尺度設(shè)計，構(gòu)建了兼具界面電子調(diào)控與多尺度孔結(jié)構(gòu)的整體式電極，突破了高電流密度下堿性水電解電極活性與穩(wěn)定性難以兼顧的技術(shù)瓶頸，為開發(fā)高效、耐用的制氫電極提供了新思路。
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