堵塞活性催化部位,阻碍离子和电解液的扩散,限制了最大电流密度。此外,大气泡的脱落也会破坏电极的表面层。
在这里,加州大学Yat Li,劳伦斯·利弗莫尔国家实验室Cheng Zhu通过用镍纳米锥纳米结构修饰镍电极表面,将表面转变为水下超疏氧,展示了促进气泡脱离的一般策略。
文章要点
1)模拟和实验数据表明,与未改性的镍箔相比,纳米锥改性镍箔中的气泡分离所需的时间要短得多。
2)因此,这些气泡也具有较小的脱离尺寸和较小的气泡合并机会。纳米锥修饰电极,包括镍箔、泡沫镍和3D打印镍晶格,在1000 mA cm−2时,与原始电极相比,过电位都有很大程度的降低。
3)用两个纳米锥形修饰镍晶格电极组装的电解槽在≈90 0 mA cm−2下测试100 h后,性能保持在95%以上。表面NC结构也得到了很好的保存。
这些发现提供了一个激动人心的简单策略来增强气泡脱离,从而提高高速AWS的电极活性。
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Qiu Ren, et al, Nanocone-Modified Surface Facilitates Gas Bubble Detachment for High-Rate Alkaline Water Splitting, Adv. Energy Mater. 2023, 2302073
DOI: 10.1002/aenm.202302073
https://doi.org/10.1002/aenm.202302073