乔世璋教授 Angew：无膜水电解低成本制氢！
文摘
2024-11-01 07:38
中国香港
传统的水电解依赖于昂贵的膜电极组件和阳极缓慢的氧析出反应 (OER)。1. 在这里，作者开发了一种创新高效的无膜水电解系统来同时克服这两个障碍。该系统利用热力学上更有利的尿素氧化反应 (UOR) 在一种新型 Cu 基催化剂 (CuXO) 上生成清洁的 N2，从根本上消除了 H2 和 O2 混合的爆炸风险，同时无需使用膜。2. 值得注意的是，在已报道的无膜电解工作中，这种无膜电解系统表现出最高的 H2 法拉第效率。原位光谱研究表明，CuXO 催化剂上新的 N2Hy 中间体介导的 UOR 机制确保了其独特的 N2 选择性和 OER 惰性。3. 更重要的是，基于该系统的工业型无膜水电解器（MFE）成功地将电力消耗降低至仅 3.87 kWh Nm−3，明显低于商用碱性水电解器（AWE）的 5.17 kWh Nm−3。4. 综合技术经济分析（TEA）表明，MFE 工厂的无膜设计和减少的电力输入将绿氢生产成本降低至 1.81 美元/千克，低于灰氢的生产成本，同时满足欧盟委员会和美国能源部设定的技术目标（2.00-2.50 美元/千克）。xintong gao, pengtang wang, xiaogang sun, mietek Jaroniec, yao zheng, Shizhang Qiao, Membrane-Free Water Electrolysis for Hydrogen Generation with Low Cost
Angew. Chem. Int. Ed. 2024, e202417987.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202417987
