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活性原子在工作电位下的溶解将导致其析氧反应（OER）性能下降，从而阻碍了目前高活性催化剂在工业水电解中的实际应用。
日前，来自华中科技大学等单位的研究人员提出了一种顺序浸出策略，利用动态重组提高化学键强度，以获得高活性和稳定的OER。以镍铁硫化物（NiFe-S）为模型，我们引入并利用国外钼掺杂剂预浸作为牺牲剂，以减轻部分M-S键的氧化腐蚀。操作光谱表明，在较低的OER电位下，外来Mo掺杂剂从基体中浸出，然后以钼酸盐的形式吸附在NiFe O（S）OH表面。晶体占据哈密顿布居分析表明，从钼酸盐到NiFe O（S）OH的电荷转移将增强M-S的键能，从而防止进一步的S和Fe/Ni浸出。
通过操纵离子浸出，得到的活性相在400 mA cm-2下实现了250 mV的超低过电位，在100 mA cm-2时实现了3700小时以上的高稳定性。使用我们催化剂的工业水电解设备在8000 mA的高工作电流下实现了4.30 kWh m?3H2的超低能耗和250小时以上的记录稳定性（外延法寿命2300小时，衰减10%）。2.46美元/kgH2的氢气生产成本与欧盟委员会为未来十年设定的绿色氢气成本目标相一致。
相关论文以题为Utilizing reconstruction achieves ultrastable water electrolysis发表在PNAS。
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2407350121
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北京作家编剧肥猪满圈 2025-01-17 18:30:54
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