采用间歇性可再生电力生产“绿色”氢气一直是一个严峻的挑战,因为在高电流密度下,大多数催化电极的传质能力显著恶化。
在这里,清华大学Cheng Yang报道了一种独特的片状蕨类合金气凝胶(LFA)作为自支撑电极,显示出独特的动态自适应鼓泡能力,并可以有效地避免气泡聚集引起的应力集中。
文章要点
1)LFA电极本质上是高度催化活性的,并显示出高度多孔、弹性、分级有序和良好渗透的导电网络。它不仅表现出优异的气体排空能力,而且在高电流密度下表现出显著改善的稳定性,在1000 mA cm-2时表现出创纪录的最低析氧反应(OER)过电位244 mV,并连续催化OER超过6000小时。
2)LFA具有机械稳定性好、电子传输性能好、气泡排出效率高等优点,是阴离子膜水电解中一种理想的自立式催化电极,兼有气体扩散层的作用,在1.88 V的低槽电压下可达到3000 mA cm-2,并可在2000 mA cm-2下稳定电解1300h以上。
该策略可以推广到各种气体析出反应,作为多相催化应用的一般设计规则。
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Juan Wang, et al, Dynamically adaptive bubbling for upgrading oxygen evolution reaction using lamellar fern-like alloy aerogel self-standing electrodes, Adv. Mater. 2023
DOI: 10.1002/adma.202307925
https://doi.org/10.1002/adma.202307925