Nature Catalysis:电极交替,实现稳定产氢!
催化计
2026-07-06 17:21
文章摘要
传统氨分解制氢方法能耗高,而电化学氨分解虽可在温和条件下实现制氢,但阳极氨氧化反应(AOR)中普遍存在的催化剂中毒问题严重阻碍其实际应用。本研究提出了一种电极交替(EA)策略,通过让两个对称电极在含氨电解液中周期性切换极性,使一个电极进行AOR产氢,同时另一个电极在阴极还原条件下再生,实现连续、稳定的氢气生产。研究以Pt/C为模型催化剂,优化了步骤时间和电压等参数,发现EA策略能有效抑制有毒中间体(如NO₂、NO₃)的积累,并维持Pt的高活性金属态。采用该策略的原型装置在±0.8 V电压下以-2 A cm⁻²的电流密度稳定运行超过1000小时,衰减有限。技术经济分析表明,该路线制氢成本可低至约1美元每公斤氢气,远低于传统热裂解方式,为氨作为氢载体的实际应用提供了关键技术支撑,也为解决其他电化学反应中的催化剂中毒问题提供了新思路。
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