自支撑型生物质炭基电解水析氧催化剂的研究进展
2021-11-14汪玉洁侯洪波张星和
保山学院学报 2021年5期
汪玉洁 侯洪波 邹 锦 张星和
(保山学院 资源环境学院,云南 保山 678000)
近年来,由于全球经济飞速发展和人口数量急剧增加导致传统非可再生化石能源消耗和生态环境恶化的日益增加,低成本、高效的可再生能源开发和储存技术引起了全世界的广泛关注和研究[1]。氢能以其具有高效、洁净和高能量密度等优势,在全球能源转型中显示出替代化石燃料的巨大潜力[2]。电解水制氢是一种高效、清洁和低成本的制备高纯度氢气技术,能够以氢键的形式实现太阳能和风能等间歇性可再生能源的化学能储存,解决了能量供需平衡以及大规模的持续性高密度能量储存难题[3]。然而,水电解过程中阳极上发生的析氧半反应由于涉及四个电子的转移,缓慢的动力学严重阻碍了水的电化学高效分解,因而贵金属铱(Ir)和钌(Ru)基高效OER催化剂在电解水制氢领域得到了广泛应用[4,5]。但是,贵金属资源的稀缺性带来的高成本,以及传统电极涂覆技术中Nafion等绝缘类粘接剂的使用引起的电极极化和电化学活性表面积的损失等问题严重制约了电解水OER催化剂的商业化应用。
在全球“低碳经济”的发展环境下,生物质材料因其原料资源丰富、可再生性强、结构多样性和无毒等优点,在能源、环境和生命科学等领域得到了广泛关注。当前,生物质炭作为一种天然生物质衍生的富碳材料,具有高导电率、高比表面积和优异的化学稳定性,被大量用作锂离子电池、超级电容器、燃料电池、水和空气净化材料[6-8]。……
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