KAUST研究人员创造了一种低成本的电极，可以分裂水分子，在阳极释放氧气，在阴极释放氢气。学分:KAUSTKAUST的研究人员发现，一种金属泡沫可能会成为生产无碳燃料的低成本方法的基础。该团队用铁和钴纳米材料无缝覆盖泡沫，以创建一种高活性电极，用于分解水分子释放氧和氢的设备，这是一种潜在的绿色燃料。由于风能和太阳能发电的间歇性，需要开发将可再生电力转化为无碳燃料的方法，该燃料可以储存和运输以备后用。“电化学水分解被视为实现这一目标的实用途径，”领导这项研究的Cafer Yavuz实验室博士后Pravin Babar说。电化学设备可以使用可再生电力来分解水分子，在阳极释放氧气，在阴极释放氢气。
现有的高性能水分解设备依赖于由稀有和昂贵的金属制成的电极，这限制了它们的广泛推广和使用。“我们的动机是取代水分解系统中的贵金属阳极，降低成本，促进方便的大规模生产，同时不影响性能，”Babar说。“我们开发了一种界面工程策略，使用更具成本效益的材料，其性能几乎与标准贵金属阳极相当。”
使用一种简单、快速和可扩展的湿化学方法，该团队在镍泡沫基底上生长了二维氢氧化铁钴(CoFe-OH)纳米片，然后在表面上沉积羟基氧化铁(FeOOH)纳米颗粒。通过使用纳米材料沉积来设计电极和水之间的界面，该团队创造了一种结合了高导电性和高表面积的材料，该表面积覆盖了大量用于产生分子氧(O2)的活性位点。该材料也被证明是坚固的，在连续使用50小时后，性能没有下降。
“与最近报道的其他催化剂相比，基于其出色的析氧反应性能、动力学和高电流密度下的长期稳定性，我们的材料是低成本析氧反应电极的最合适候选材料，”Babar说。
Yavuz说，通过在单个电极材料中无缝结合纳米材料实现的协同性能增益是一个惊喜。“这是我们首次尝试从水电解中提取可再生氢，”他说。“我们的目标是开发一个可持续的整体水分解系统，而不仅仅是氧气析出反应，”他补充道。“我们很高兴我们的设计正在发挥作用，并期望在几年内拥有一个工作原型设备。”
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