华中农业大学Chem. Eng. J.: Co3W金属间化合物电析氢阴极降低电解水制氢与电絮凝废水处理电压
日期：2022-04-10
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碱性和中性下的电析氢反应（HER）分别是碱性电解水和电絮凝的阴极过程，开发廉价的非贵金属HER材料对于降低电解水制氢和电絮凝废水处理成本具有重要意义。相比于酸性环境，在碱性/中性介质中，游离H+的数量是有限的，H*来自水分子的解离。因此，HER过程不仅受材料的H*的吸附能（ΔGH*）的影响，还受水的离解和/或吸附羟基解离的影响。近年来，金属间化合物作为非酸性下的高效HER催化剂得到广泛关注。一方面，多种金属元素提供了具有不同性质的多个反应位点。另一方面，金属间化合物的电子结构可以通过配体、应变效应和各种元素之间的几何效应来调节。
近期，华中农业大学曹菲菲教授和张耕副教授提出通过热还原双金属氧化物CoWO4得到金属间化合物Co3W-W复合材料作为非酸性下的HER催化剂。金属间化合物Co3W独特的电子结构不仅降低了水分子解离生成H*的能垒，而且优化ΔGH*，使该材料获得了优异的HER活性。将该材料应用为电解水和电絮凝阴极时，降低了电解水制氢和电絮凝废水处理的电压。值得一提的是，电解水的阳极替换成电絮凝的铁板电极时，不仅可以进行废水处理，同时施加的产氢电压远小于电解水产氢1.23 V的理论电压。相关成果以标题“
Co3W intermetallic compound as an efficient hydrogen evolution electrocatalyst for water splitting and electrocoagulation in non-acidic media
”发表在《Chemical Engineering Journal》上。
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