新型硫化镍纳米线可以提高水分离技术的效率

最近,为解决与环境恶化和化石燃料减少有关的问题，已经向可再生能源转变了模式。为了减少全球碳足迹，风能、太阳能、潮汐能、水热等一系列绿色替代能源一直吸引着人们的极大兴趣。

但这些能源生产技术带来的一个主要挑战是，它们都是间歇性的，不能持续使用。

我们不能在晚上使用太阳能，不能在不刮风的时候使用风能。但我们可以以其他形式储存所产生的电力，并在需要时加以利用。这就是劈水技术如何跨越鸿沟，并成为一种非常有前景的储能技术．

Masayuki Yagi，新泻大学工学院/科学技术研究生院材料科学与技术系教授欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

Yagi教授在北京大学材料科学与技术系从事储能材料与技术的研究欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球新泻大学．

水分解是一种可行的能源储存解决方案，可能会推动世界向氢燃料经济发展。

水的分解过程，也称为人工光合作用，传统上使用电通过电化学壳层中的两个半反应来分裂水分子。水氧化发生在可呼吸的氧气排放的阳极，而析氢反应发生在产生氢燃料的阴极。

尽管水是一个包含三个原子的简单分子，但它的解离过程是相当激烈和具有挑战性的。

反应的进程受初始能量的影响，科学上称为过电位。在目前研究的材料中，触发阳极析氧和阴极析氢的过电位或初始能量较高。欧洲杯足球竞彩这种强烈的初始能量增加了反应的总成本，从而对其商业利用产生负面影响。

这是阳极的一个主要问题，因为氧演化反应涉及到四个电子的转移，与阴极反应相比，这需要更高的初始能量。

来自新泻大学的Yagi教授的研究团队与山形大学的研究合作者正在探索电催化水分解，并解决主要缺点。他们成功地开发了一种高效的水分离过程，使用镍基纳米化合物作为阳极。这项研究以科学论文的形式发表在《美国科学院院刊》上能源与环境科学欧洲杯线上买球5月20日日记^th, 2021年。

Yagi教授的研究小组注意到，基于硫化镍纳米线的阳极支持了还原出氧反应所需的初始能量。

我们已经制作了阳极使用一个独特的图案的硫化镍纳米线填充到碳氮鞘。碳氮鞘防止NiSx棒的核心区域转化为它们的氧化物，从而保护它们免受进一步降解。在硫化镍纳米线的表面，由于与电解液的接触，形成了一层薄薄的氧化膜，促进了析氧反应．

Masayuki Yagi，新泻大学工学院/科学技术研究生院材料科学与技术系教授欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

在电化学测量和先进的显微镜技术的帮助下，研究人员观察到，制备的阳极支持初始能量的降低，这加快了氧进化反应中的四电子转移过程。Yagi教授的研究小组的发现在提高电化学电池的长期稳定性和性能方面具有巨大的潜力。

该研究是提高水裂解技术效率的重要里程碑。

这一结果是电催化水分解系统的重大突破，无疑有助于在不久的将来实现人类社会的去碳化。

Masayuki Yagi，新泻大学工学院/科学技术研究生院材料科学与技术系教授欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

期刊引用:

Zahran, Z. N.等(2021)将硫化镍纳米线塞进氮化碳鞘中，以前所未有的低过电位实现电催化水裂解。能源与环境科学。欧洲杯线上买球doi.org/10.1039/D1EE00509J．

来源:https://www.niigata-u.ac.jp/