Angew：超快合成IrB1.15纳米晶助力高效海水电解制氯气和氢气
学术
2024-12-11 10:29
福建
通过太阳能、海洋、地热、风能等可再生能源进行电解水制备可储存的氢能是具有前景的实现能源可持续发展的路径。但是目前最先进的电解技术需要辅助工艺的帮助，这导致增加经费和能源消耗。开发含有杂质的水体的直接电解技术能够克服这种辅助工艺。有鉴于此，魁北克大学国立科学研究院（INRS）能源材料与电信研究中心孙书会教授、魁北克大学高等技术学院张改霞教授、魁北克大学国立科学研究院/福建师范大学蒲宗华教授等报道发现焦耳热方法合成的结构有序IrB1.15作为催化剂能够电解海水持续生成氯气（Cl2）和氢气。要点1. IrB1.15催化剂具有优异的电催化性能，在10 mA cm-2电流密度，氯氧化反应的过电势为75 mV，制氢反应的过电势为12 mV。此外，IrB1.15催化剂对氯氧化（CER）和制氢（HER）反应的稳定工作时间都超过90 h。要点2. DFT理论计算结果表明IrB1.15催化剂对Cl和H的吸附能接近0 eV，这与IrO2和Pt/C类似。通过原位Raman光谱表征发现IrB1.15催化剂中的Ir作为CER反应的活性位点，B原子能够缓解Ir表面的吸附氢，因此增强IrB1.15的HER催化活性。Tingting Liu, Zhangsen Chen, Sixiang Liu, Pan Wang, Zonghua Pu, Gaixia Zhang, Shuhui Sun, Ultrafast Synthesis of IrB1.15 Nanocrystals for Efficient Chlorine and Hydrogen Evolution Reactions in Saline Water, Angew. Chem. Int. Ed. 2024DOI: 10.1002/anie.202414021https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202414021
