研究概述

甲醇作为氢载体为H2的储存和运输提供了一个实用的解决方案，但传统技术面临效率低下、CO2排放以及需要专业基础设施等挑战。

基于此，2024年11月16日，中国科学院福建物质结构研究所陈俊翔副研究员/Xi Liu、麻省理工学院Hao Zhang在国际期刊Advanced Energy Materials发表题为《High-Entropy Phosphide Catalyst-Based Hybrid Electrolyzer: A Cost-Effective and Mild-Condition Approach for H2 Liberation from Methanol》的研究论文。

在此，研究人员通过在泡沫镍（FeCoNiCuMnP/NF）上原位生长高熵磷化物纳米颗粒，提出了一种制备低成本电极的方法。

这种经济高效的设计专门针对碱性甲醇氧化反应（MOR），在仅1.32V的施加电压下就能达到10 mA cm−2的电流密度，同时也表现出对甲酸盐产物的优异选择性。

蒙特卡罗（ML-MC）模拟确定铜为主导的表面元素，并强调磷配位是增强催化活性的关键因素。

该领域采用了开创性的混合酸/碱流动电解槽系统，整合了FeCoNiCuMnP/NF负极和商业RuIr/Ti正极，实现间接从甲醇中析氢。

该系统仅需0.58V的电解电压即可实现10 mA cm−2的电流密度，并在运行300小时以上中保持稳定析氢。

这一成就不仅为间接析出甲醇中储存的H2提供了一个高效的替代方案，而且为可持续和经济可行的H2生产建立了新的基准。

图文解读

图1：FeCoNiCuMnP/NF材料的合成和结构表征

图2：所有电催化剂的MOR电催化性能

图3：FeCoNiCuMnP/NF||RhIr/Ti的电化学性能

文献信息

High-Entropy Phosphide Catalyst-Based Hybrid Electrolyzer: A Cost-Effective and Mild-Condition Approach for H2 Liberation from Methanol, Advanced Energy Materials, 2024.