Functional Bimetal Co‐Modification for Boosting Large‐Current‐Density Seawater Electrolysis by Inhibiting Adsorption of Chloride Ions

电解 材料科学 海水 磷化物 电解质 吸附 电极 无机化学 化学工程 双功能 双金属 电流密度 冶金 催化作用 化学 物理化学 有机化学 海洋学 物理 量子力学 工程类 地质学
作者
Chuqiang Huang,Qiancheng Zhou,Luo Yu,Dingshuo Duan,Tianyu Cao,Shunhang Qiu,Zhouzhou Wang,Jin Guo,Yuxin Xie,Liping Li,Ying Yu
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (32) 被引量:55
标识
DOI:10.1002/aenm.202301475
摘要

Abstract Designing efficient and durable electrocatalysts for seawater splitting to avoid undesired chlorine evolution reaction and resist the corrosive seawater is crucial for seawater electrolysis technology. Herein, a functional bimetal (Co and Fe) is designed specifically to modify nickel phosphide (denoted as CoFe‐Ni 2 P) for boosting seawater splitting, where the Fe atom improves the conductivity of Ni 2 P for improving electron transfer, and the Co atom accelerates the self‐reconstruction process to favorably generate bimetal co‐incorporated NiOOH (CoFe‐NiOOH) species on the electrode surface. Additionally, these in situ‐generated CoFe‐NiOOH species remarkably inhibit the adsorption of Cl − ions but selectively adsorb OH − ions, which contributes to excellent performance of the CoFe‐Ni 2 P electrode for large‐current‐density seawater splitting. Therefore, the CoFe‐Ni 2 P electrode only requires low overpotentials of 266 and 304 mV to afford current densities of 100 and 500 mA cm −2 in a harsh 6 m KOH + seawater electrolyte, and can work stably for 600 h. Impressively, a flow‐type anion exchange membrane electrolyzer assembled by the CoFe‐Ni 2 P/Ni‐felt bifunctional electrode is demonstrated to run stably at an industrially large current density of 1.0 A cm −2 in 6 m KOH + seawater electrolyte for 350 h, which shows promising application prospects.
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