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?大化所ACS Energy Lett.：電極原位電化學還原重建，促進長期整體海水分解

海水電解可直接與沿海光伏發電站、海上流動風電場等剩余的電能相結合，降低制氫成本。然而，海水電解制氫裝置的效率和穩定性仍然面臨著許多挑戰。海水環境中含有大量的氯離子(Cl^–)，在海水電解陽極過程中會引起與OH^–的競爭吸附，限制了反應動力學。海水中的氯離子會造成陽極材料連續中毒、效率低下和活性金屬溶出，導致催化劑失活。大多數人主張采用沉淀回收法回收海水分解過程中的陽極溶解的金屬。然而，目前仍然缺乏簡單、廉價、可持續的離子回收策略。

針對整體海水分解過程中陽極催化劑活性金屬溶解失活和氯中毒的影響，中國科學院大連化物所邵志剛和俞紅梅等提出了一種實時、簡便的陽極電化學還原重構電沉積-回收策略(簡稱RR)。通過在陽極上施加還原電位，將來自狀泡沫NiFe (NFF)載體的溶解Fe離子轉化為親電的FeOOH，并將其附著在NiCoS納米棒陣列(NAs)的表面。FeOOH作為催化劑表面的“電子儲存器”能夠促進陽極形成不飽和配位非晶γ-NiOOH活性相，抑制催化劑氯中毒。同時，NiCoS NA通過RR優化了電子結構，促進*OH的吸附和*OOH的去質子化，從而增強海水氧化釋放氧氣。

在堿性模擬海水中進行了10000次CV循環后，制備的RR FeOOH-NiCoS NA/NFF催化劑仍然保持了初始納米結構，并且獲得了更優異的OER活性(Tafel斜率為50.2至45.0 mV dec^-1)，這優于大多數文獻報道的海水OER催化劑。

值得注意的是，RR優化的NiCoS NAs/NFF||NiCoS NAs/NFF電解槽在600 mA cm^-2下能夠連續電解海水超過500小時，性能衰減率僅為265.4 μV h^-1，顯示出巨大的應用潛力。總的來說，該項研究通過在苛刻的電解條件下回收溶解的金屬陽離子來提高長期電解性能，為實時優化陽極動力學提供了一條可行的途徑。

Operando electrochemical reduction reconstruction boosted long-term overall seawater splitting. ACS Energy Letters, 2025. DOI: 10.1021/acsenergylett.4c03209

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