乔世璋院士团队，发表第16篇Nat. Commun.！
学术
2024-12-01 08:30
中国
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大规模碱性海水电解技术的发展需要稳定、耐腐蚀的阳极。基于此，2024年11月28日，阿德莱德大学乔世璋院士/郑尧教授在国际期刊Nature Communications发表题为《Corrosion-resistant NiFe anode towards kilowatt-scale alkaline seawater electrolysis》的研究论文。在这里，研究人员提出通过向层状双氢氧化物（LDH）中间层引入一系列阴离子来工程化NiFe层状双氢氧化物（LDH）基阳极。最优化的含磷酸根插层的NiFe LDH阳极在2 W规模的碱性海水电解槽（ASWE）中，在1.0 A cm-2的高电流密度下稳定运行超过1000小时。基础研究表明，插层在NiFe LDH中的阴离子的碱度（以pKa值表示）决定了其析氧反应（OER）活性和耐腐蚀性。高碱性阴离子（即磷酸根）可以牢固地锚定Fe位点，并促进质子转移，从而提高耐久性和活性。值得注意的是，研究人员在1 kW规模的工业ASWE堆（阳极总面积为1081.2 cm2）中展示了NiFe阳极的概念验证。该装置在大约2.0 V的电压下实现了0.5 A cm-2的稳定运行电流密度，是商业碱性纯水电解槽的2倍，从而使氢气生产成本降至1.96 kgH2-1美元，具有经济竞争力。图1：NiFe LDH-[A]性能与插层阴离子的关系Sun, X., Shen, W., Liu, H. et al. Corrosion-resistant NiFe anode towards kilowatt-scale alkaline seawater electrolysis. Nat. Commun., (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54754-5🏅 我们提供专业的第一性原理、分子动力学、生物模拟、量子化学、机器学习、有限元仿真等代算服务。🎯我们的理论计算服务，累计助力5️⃣0️⃣0️⃣0️⃣0️⃣➕篇科研成果，计算数据已发表在Nature & Science正刊及大子刊、JACS、Angew、PNAS、AM系列等国际顶刊。 👏👏👏
