I samband med den gradvisa utarmningen av fossila bränslen och energikrisen har väteenergi väckt stor uppmärksamhet på grund av dess ultrahöga energitäthet och miljövänliga egenskaper. Men det mesta av väteproduktionen är fortfarande beroende av fossila bränslen, med mindre än 1 miljon ton producerat som väte med låga utsläpp år 2021, vilket innebär att det har begränsade fördelar för att mildra energikrisen och miljöförstöringen.
Alternativt har väteproduktion via vattenelektrolys fördelarna med icke-förorenande produkter, hållbar regenerering och riklig lagring av reaktanter, vilket gör det till ett attraktivt alternativ för vidareutveckling.
Eftersom att driva vattenelektrolysen kräver att man övervinner en betydande överpotential, är det viktigt att använda effektiva katalysatorer som kan minska överpotentialen. Lagerbaserade dubbelhydroxid (LDH)-baserade material anses vara lovande elektrokatalysatorer för vattenspjälkning på grund av fördelarna med unik skiktad struktur, flexibel avstämbarhet, hög specifik yta och distinkt elektronfördelning.
Den låga ledningsförmågan och begränsade aktiva platserna hindrar dock industriella tillämpningar av LDH-baserade elektrokatalysatorer. Defektteknik är en effektiv strategi för att justera den lokala ytmikrostrukturen och den elektroniska strukturen, vilket effektivt kan hantera nackdelarna med LDH.
Nyligen rapporterade Prof. Deli Wangs team från Huazhong University of Science and Technology, Kina, de senaste defekttillverkningsstrategierna på LDH och diskuterade systematiskt hur defekter påverkar det elektrokatalytiska beteendet hos LDH. Recensionen publicerades i Chinese Journal of Catalysis
Till att börja med presenteras den grundläggande mekanismen för vattenelektrolys och de utmaningar som LDH står inför som en elektrokatalysator för vattenelektrolys. Och sedan presenteras defektteknikens överlägsenhet för att förbättra den elektrokatalytiska prestandan hos LDH och en serie defekttillverkningsstrategier för LDH sammanfattas och diskuteras i detalj.
Därefter analyseras och diskuteras sambandet mellan katalytisk aktivitet, stabilitet, morfologi, struktur, sammansättning och defekttyper. Slutligen diskuteras utmaningarna och utsikterna med att tillämpa defektteknik på LDH.
Mer information: Junhao Yang et al, Defektkonstruktion av skiktad dubbelhydroxidbaserad elektrokatalysator för vattenklyvning, Chinese Journal of Catalysis (2023). DOI:10.1016/S1872-2067(23)64557-7
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
