清华王保国Chem. Eng. J.: 构建纳米岛，性能差不了！调控Fe-Ni-PS内在活性和传质用于AEMWE

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清华王保国Chem. Eng. J.: 构建纳米岛，性能差不了！调控Fe-Ni-PS内在活性和传质用于AEMWE
阴离子交换膜水电解(AEMWE)被认为是大规模制氢的一种有前途的方法。然而，AEMWE 的性能受到催化剂反应动力学缓慢以及在高电流密度下气体和电解质的传质能力差的限制。
基于此，清华大学王保国团队通过在泡沫镍(NF)上可控电沉积合成非贵金属Fe0.2Ni0.8-P0.5S0.5(Fe-Ni-PS)纳米岛阵列作为AEMWE的双功能电极。
清华王保国Chem. Eng. J.: 构建纳米岛，性能差不了！调控Fe-Ni-PS内在活性和传质用于AEMWE
清华王保国Chem. Eng. J.: 构建纳米岛，性能差不了！调控Fe-Ni-PS内在活性和传质用于AEMWE
双金属掺杂调节了Fe-Ni-PS的形态、表面润湿性和电子结构。具体而言，最佳的Fe0.2Ni0.8-P0.5S0.5纳米岛阵列电极对HER和OER均具有优异的电催化活性，在1.0 M KOH溶液中，该催化剂在10 mA cm-2电流密度下的HER和OER过电位分别为85 mV和180 mV。
此外，以Fe0.2Ni0.8-P0.5S0.5作为双功能催化剂组装的AEMWE，仅需2.0 V的小电池电压就能提供2.5 A cm-2的电流密度，并且该AEMWE在300小时内保持长期运行而没有明显的性能下降。
清华王保国Chem. Eng. J.: 构建纳米岛，性能差不了！调控Fe-Ni-PS内在活性和传质用于AEMWE
根据实验结果和密度泛函理论(DFT)计算分析，Fe0.2Ni0.8-P0.5S0.5对于AEMWE的显着电催化性能，具有以下几个特点：
1.通过原位电沉积制备的稳定的纳米岛阵列结构；
2.通过双金属掺杂调制电子结构提高本征活性；
3.由于改进的表面润湿性，增强了传质和气体扩散。
该工作研究了AEMWE催化剂的内在活性和传质，这可激发科研人员对新型非贵金属电催化剂的进一步探索。
Dual Regulation Both Intrinsic Activity and Mass Transport for Self-Supported Electrodes Using in Anion Exchange Membrane Water Electrolysis. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.133942

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