电解
水分解是大规模生产
氢气的有效途径。传统的
水电解槽在由膜隔开的相邻电极室中同时产生 H2 和 O2,这会导致纯度、能源效率和系统耐用性受损。在不同的氧化还原电
化学的基础上,我们报告了一种系统,该系统能够将析氢反应 (HER) 和析氧反应 (OER) 从电极解耦到碱性溶液中两个空间分离的催化剂床反应器。通过一对闭环电
化学-
化学循环,该系统分别作用于 7,8-二羟基-2-
吩嗪磺酸 (
DHPS) 和
铁氰化物介导的 HER 和 OER,在 Pt/Ni(OH)2 和 NiFe( OH)2 催化剂。已在高达 100 mA/cm2 的电流密度下证明了接近统一的法拉第效率和持续的
氢气生产。优越的反应动力学,特别是
DHPS 作为一种强大的电解质携带电子和质子载体的 HER 反应机制,在计算和实验上都得到了仔细研究。我们预计这里展示的系统将为传统的
水电解制氢提供一种有趣的替代方案。