一种高效稳定的大电流密度产氢电催化剂（英文）

作者：薛森; 刘志博; 马超群; 成会明^*; 任文才^*

来源：Science Bulletin, 2020, 65(02): 123-88.

电解水制氢具有工艺简单、原料来源广泛、无污染、氢气纯度高等优点,是最具发展前景的制氢技术之一.然而电解水制氢存在的最大问题是析氢析氧过程能耗过高,需要添加催化剂降低反应能垒.目前,电催化产氢性能最好的材料依然是价格昂贵且储量有限的贵金属铂基催化剂.发展高效稳定的大电流密度制氢非贵金属催化剂,对于氢气的规模化制备和商业化应用意义重大.本工作采用三维导电泡沫镍为自支撑电极材料,引入钼源和硫源构建高活性催化析氢Mo-Ni-S体系.通过水热反应和退火处理,在泡沫镍基底上制备得到了具有高担载量、细长浓密的Mo S2/Ni3S2同轴异质结构纳米线.催化剂结构设计方面,在水热反应过程中创新性地引入表面活性剂(P123),调控催化剂形貌,增加了活性位点数目.在组分调控方面,通过后期退火处理去除低活性物相,增强了催化性能.基于以上结构和组分设计调控,该催化剂在碱性体系下具有优异的大电流密度催化产氢性能,仅需较低过电势便可获得较高的电流密度,同时具有优异的大电流密度产氢稳定性,其电催化产氢性能超过了已报道的众多催化剂.

• 单位
  中国科学技术大学; 清华大学; 东北大学