綠氫：由木材廢料生產的新型電極可望從海水中獲得

氫分子

來自多所大學的譚科學家在綠氫的生產方面取得了重大突破。

他們創造了一種新型電極，稱為W-NiFeS/WC（木基W摻雜鎳鐵（NiFe）硫化物（NiFe）碳）電極，在海水電解中具有非常好的性能。

電解是利用電力將海水分解為氫氣和氧氣的過程；最新的發展可能會徹底改變這個過程，從而極大地推動永續能源的發展。

這項研究由中國南方科技大學、澳洲新南威爾斯大學和澳洲科廷大學共同開展，並發表在《科學通報》雜誌上，解決了海水電解的挑戰，並表明在電化學設備中再利用木材廢料的潛力。

脫碳之路

海水電解被認為是減少能源領域碳排放的一種有前景的方法。預計它將提供清潔且豐富的氫燃料來源。

儘管其潛力巨大，但陽極腐蝕、不良副反應和昂貴的催化劑等問題阻礙了其廣泛採用。

W-NiFeS/WC 電極可以解決這些問題。它在海水電解所需的兩個關鍵反應：析氧反應（OER）和析氫反應（HER）中表現出優異的活性和穩定性。

電極的性能來自其獨特的結構和化學性質。其三維多孔結構源自於木材廢碳，為反應和有效的電荷轉移提供了大的表面積。密集錨定的 W-NiFeS 奈米顆粒進一步增強了其性能。

新型電極的結構，來自 Science Direct

研究人員在新聞稿中表示：“木質碳（WC）結構由於其分層多孔性質和優異的導電性，作為這些活性材料的理想基材而受到關注。”

催化劑中添加鎢可提高其防腐性能和穩定性，確保在海水中的耐用性。

在析氧反應過程中，此電極會發生結構變化，在其表面形成防腐材料，從而提高其穩定性。

「特別是，W-NiFeS/WC 在OER 中的原位結構演化在活性Ni/Fe 羥基氧化物的表面上產生了抗腐蝕的鎢酸鹽和硫酸鹽物質，」該研究的第一作者陳志傑解釋道。

「此外，自我進化的W-NiFeS修飾的NiFeOOH可以有效催化HER，」Chen補充道。這進一步支持氫氣生產。

W-NiFeS/WC 電極不僅有效，而且生產成本低。這使其成為海水電解大規模應用的理想選擇。

這有助於降低綠氫的成本，使其成為化石燃料的有競爭力的替代品。

這項研究也強調了循環經濟的重要性。透過將木材廢料轉化為有價值的催化劑，科學家們展示了一種生產清潔能源的可持續方法。

在電極設計中創新地使用源自木材廢料的碳結構，為永續材料科學的進一步發展打開了大門。

W-NiFeS/WC電極的開發是邁向永續生產綠色氫氣的重要一步。其強大的性能、成本效益和環境友善性使其成為可再生能源驅動的未來的一項有前途的技術。

這一領域的持續研究可能會帶來進一步的進展，使我們更接近一個人人享有清潔、豐富能源的世界。

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