Anti‐dissolving High Entropy Phosphorus Sulfide for Efficient and Durable Seawater Electrolysis

材料科学 海水 溶解 硫化物 电解 无机化学 化学工程 冶金 电解质 海洋学 物理化学 化学 电极 地质学 工程类
作者
Yao Dai,Xueyang Tu,Kaihang Yue,Yingjie Wan,Peng Zhao,Xiangjun Shi,Fuqiang Huang,Ya Yan
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
标识
DOI:10.1002/adfm.202417211
摘要

Abstract Direct seawater electrolysis is a promising technology for massive green hydrogen production but is limited by the lack of durable and efficient electrocatalysts toward the oxygen evolution reaction (OER). Herein, a high entropy phosphorus sulfide (HEPS) is prepared as a high‐performance OER catalyst for seawater splitting through a simple vacuum high‐temperature sintering method. This catalyst needs overpotentials of merely 245 and 313 mV in alkalized seawater to deliver current densities of 10 and 100 mA cm −2 , respectively, and operates continuously for 1200 h in a practical electrolyzer with negligible activity decay, making it one of the best OER catalysts for seawater electrolysis reported to date. Detailed experimental and theoretical analyses reveal that the excellent durability of HEPS originates from the P and S in the material is oxidized and forms an anionic protective layer to repel chloride ions, preventing further corrosion of the material. Meanwhile, the formed V 2 O x species can effectively prevent the material from further oxidation. Further, a highly stable and efficient seawater electrolyzer is assembled with the HEPS anode and the Ru@C cathode to demonstrate the practicability of the catalysts.

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