材料科学系郭艳辉副教授在高效催化电极构筑方面取得新进展
发布时间:2019-12-27        浏览次数:274


常规的催化电极主要由催化剂与导电基体两部分组成,当前研究主要集中在催化剂的开发方面,而基底材料则仍主要局限在导电金属类的铁、镍、铜、钛以及非金属类的碳布等。这些基材虽具有导电性好,机械性能优良等优点,但存在成本,环保等方面问题。因此,拓展催化电极的基材对于实用催化电极的研发具有重要的现实意义。

我系郭艳辉老师团队经过大量研究,在使用非金属基底构筑高效、低成本催化电极方面取得了突破,研究成果以“Fabrication of practical catalytic electrodes using insulating and ecofriendly substrates for overall water splitting”为题发表在Energy & Environmental Science(2019, DOI: 10.1039/C9EE00839J)

该工作使用常见、易得的基底材料(纸、海绵及布),借助简单的化学镀方法将导电催化剂均匀沉积于其表面,制备出了具有高效、经济、轻质、可折叠等特点的新型催化电极,所得电极具有良好的导电性,电极方块电阻只有0.42Ω sq−1。这类电极还具有优异的电催化活性,其中,使用滤纸构筑的Ni-P-B/Paper电极在1M碱性电解液中实现了高效的析氢(η500=276 mV)与析氧反应(η500=375 mV),并在1A/cm2大电流密度下可稳定工作240 h以上,性能优于相同催化材料的金属基底电极,而其重量仅为相同尺寸Ni Foil催化电极的五分之一,Ni Foam催化电极的一半。该工作具有潜在的实用价值,也为新型催化电极的设计与研制提供了新思路。

本工作主要由我系郝伟举博士后、吴仁兵青年研究员与中科院微系统所黄浩博士合作完成,通讯作者为郭艳辉副教授与中科院微系统所欧欣研究员。

论文链接:

https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/EE/C9EE00839J#!divAbstract