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清华大学Chun Li(李春)课题组--大规模石墨烯双金属膜电极用于超高质量催化分解水

  • 来源:石墨烯杂志
  • 阅读量:1761
  • 时间:2019-04-16 08:35:00

 

       这里介绍了一种通用且可扩展的溶液处理方法用于制备高柔性和导电性的催化电极。该制备方法适用于各种金属种类,并将石墨烯片材用作金属载体和成膜剂,从而使原料的利用率达到100%。所获得的石墨烯-双金属薄膜具有优异的综合性能,即使在0.05 mg cm-2低负载量下,也实现了高的面积活性和周转频率,并且表现出史无前例的超高质量OER或HER活性。组装好的两电极水电解槽实现10 mA cm-2电流密度,在30或70°C时分别需要1.58或1.50 V电压,它还显示出高于200小时的长期耐久性,该催化性能优于大多数报道的水电解槽性能。

Figure 1.制备G-双金属/GF薄膜电极的原理示意图

 

Figure 2.G-Ni4Fe/GF电极的形貌,结构和OER性能表征。(a)SEM图;(b)EDS谱;(c)XPS谱;(d)G-Ni4Fe/GF和rGO/GF电极在1 M KOH中的OER极化曲线;(d)本工作制备的样品与先前报道的催化剂材料的面积及质量活性比较;(f)不同电压下的TOF值

 

 Figure 3. G-Pt4Ni/GF电极的形貌,结构和HER性能表征

 

Figure 4.两电极水电解槽系统。G-Pt4Ni/GF//G-Ni4Fe/GF和Pt/C/GF//IrO2/GF在1M KOH中的(a)极化曲线,(b)电流-时间曲线;(c)G-Pt4Ni/GF//G-Ni4Fe/GF在不同水浴温度下的极化曲线;(d)具备大电极尺寸的G-Pt4Ni/GF//G-Ni4Fe/GF水电解槽的极化曲线;(e)在两电极体系中,G-Pt4Ni/GF用于HER反应,G-Ni4Fe/GF用于OER反应的原理示意图

 

       该研究工作由清华大学Chun Li(李春)课题组于2018年发表在Advanced Energy Materials期刊上。原文:A Large‐Scale Graphene–Bimetal Film Electrode with an Ultrahigh Mass Catalytic Activity for Durable Water Splitting(doi.org/10.1002/aenm.201800403)。