联手徐梽川院士!上海交通大学「国家优青」邬天择,重磅Nature Catalysis!
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2026-06-20 08:30
文章摘要
本文针对电化学氨分解制氢中催化剂毒化导致活性下降的难题,提出了一种电极交替(EA)策略。背景上,氨作为高密度氢载体具有重要潜力,但传统氨裂解需高温高压,而电化学氨氧化反应(AOR)存在严重的催化剂毒化问题。研究目的是开发一种能在AOR过程中持续再生催化剂、同时保持高产氢效率的策略。研究通过DFT计算和实验筛选出Pt作为最优催化剂,并采用两个对称电极周期性切换极性,使一个电极进行AOR,另一个电极通过阴极还原再生。优化后的EA参数(步长时间2分钟,电压±0.8 V)使得膜电极组件在超过1000小时内稳定维持-2 A cm-2的电流密度,氢气法拉第效率高达99%以上,氨分解制氢成本降至约1美元/kg H2。结论表明,该策略显著优于传统恒电位、恒电流和脉冲伏安法,为易中毒电催化反应提供了通用解决方案。
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