Bifunktionelle CoFeP-N nanotråde syntetiseret til bæredygtig vandopdeling

Prof. Wang Qis forskningsgruppe fra Hefei Institutes of Physical Science ved det kinesiske videnskabsakademi har syntetiseret jern- og nitrogen-co-dopet CoFeP-N nanotråde til højeffektiv elektrokatalytisk vandspaltning.

Deres resultater, offentliggjort i Applied Catalysis B:Environment and Energy , demonstrere syntesen af ​​bifunktionelle CoFeP-N nanotråde til både brint- og oxygenudvikling.

Hydrogenproduktion ved elektrolyse bruger vand som det eneste råmateriale til at opnå et lukket kredsløb af brintgas med nul CO2-udledning, hvilket anses for at være den grønneste og mest bæredygtige metode. Høje omkostninger begrænser imidlertid den udbredte anvendelse af elektrolytisk brintproduktion og kræver mere omkostningseffektive og effektive katalysatorer.

På grund af deres lave omkostninger og høje katalytiske ydeevne har overgangsmetalbaserede nanomaterialer, som er rigeligt af på Jorden, vist sig at have brede udsigter som fremragende elektrokatalysatorer.

I denne undersøgelse introducerede forskerne forskellige heteroatomer i bæreren for at danne en overgangsmetalbaseret nanokomposit ved hjælp af en tre-trins syntesemetode til hydrotermisk fosfatisering og lavtemperatur plasmabehandling. De forberedte bifokale CoFeP-N nanotråde til brint- og oxygenudvikling for at opnå synergistiske interaktioner med katalysatoren.

De brugte dopingteknik, interface engineering og plasmabehandling for at få ydelsen af ​​overgangsmetalkatalysatorer til potentielt at overgå ædelmetalkatalysatorer, samtidig med at de bibeholdt en god cykelstabilitet. Dette hjælper med at reducere produktionsomkostningerne og fremme industriel opgradering.

Efter at CoFeP-N-katalysator er fremstillet i en elektrolysecelle, kan dens elektrokatalytiske vandspaltningsydelse overstige den for kommercielle ædelmetalelektrolyseceller under de samme betingelser. Derudover kan den arbejde uafbrudt i mere end 100 timer uden tydelig ydeevneforringelse.

Dette arbejde demonstrerer en effektiv metode til fremstilling af overgangsmetalbaserede bifunktionelle elektrokatalysatorer, der åbner nye veje for produktion af effektive, stabile og prisbillige avancerede og bæredygtige energimaterialer.

Flere oplysninger: Ruiqi Wang et al., Lavtemperatur plasma-assisteret syntese af jern og nitrogen co-dopede CoFeP-N nanotråde til højeffektiv elektrokatalytisk vandspaltning, Applied Catalysis B:Environment and Energy (2024). DOI:10.1016/j.apcatb.2024.124027

Leveret af Chinese Academy of Sciences