重科大/北大|Journal of Materials Science Technology | 高自旋铁修饰富氧空位 MoNi4/MoO2异质结用于高电流密度稳定海水AEM电解
材料人
2026-04-10 10:09
文章摘要
背景：氢气作为清洁能源载体，其高效制备依赖电解水技术，但受限于阴极析氢反应和阳极析氧反应的缓慢动力学。淡水资源稀缺促使碱性海水电解成为研究热点，而贵金属催化剂成本高昂，亟需开发高效非贵金属双功能催化剂。研究目的：针对MoNi合金等非贵金属催化剂在高电流密度下电荷传输能力差、难以整合HER/OER活性位点的问题，旨在通过构建异质结并引入高自旋铁和氧空位，设计一种高效稳定的双功能电催化剂，用于海水电解。结论：成功合成了富氧空位的高自旋铁修饰MoNi4/MoO2异质结催化剂。该催化剂通过d轨道电子排布优化了反应中间体的吸附与解离，并借助多级界面上的金属位点协同接力催化机制，显著提升了HER和OER性能。基于该催化剂组装的阴离子交换膜水电解槽，在高电流密度下表现出低槽压和优异稳定性，为工业级海水电解制氢提供了有潜力的解决方案。
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