王治宇课题组AM: 去污制氢两不误!海水电解节能制氢耦合硫磺降解

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电解海水是一种实现大规模制氢的有前途的方法。然而,这项技术的应用和发展受到低能效和海水中有害氯化学阳极腐蚀以及大量的电力消耗的阻碍。

在此,大连理工大学王治宇课题组利用CoO/MXene和CoS2/MXene基电催化剂,在碱性条件下耦合海水还原与硫氧化进行海水分解。
研究人员设计了基于CoO/MXene和CoS2/MXene的电催化电极,在混合海水电解槽中分别用于进行在HER和SOR反应。该装置可以在1.0 V以下的电池电压下工作,并且在电解海水产氢的过程中不受析氯反应的影响。
因此,其在300 mA cm-2电流密度下稳定进行海水电解约180小时,产氢速率为5.34 mol h-1 gcat-1。更重要的是,与目前最先进的碱性水电解槽和海水电解槽相比,其用电量大大降低。
同时,阳极SOR使S2-污染物快速降解为硫,降解效率为80%。由Co/mxene基亲水电极组装的混合海水电解槽(HSE)在高电流密度下的低能耗证明了混合海水电解的可行性。并且,将这种混合海水电解槽与商业太阳能电池连接起来,可能会以更好的可持续性从海水中获取氢气。这项工作可能为利用海洋资源和环境保护以及实现低成本制氢提供启发。
Energy-saving Hydrogen Production by Seawater Electrolysis Coupling Sulfion Degradation. Advanced Materials, 2022. DOI: 10.1002/adma.202109321


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