通过表面路易斯碱硅酸盐物种重构界面氢键网络，以实现耐用的海水氧化过程

《Advanced Functional Materials》：Reconstructing Interfacial H-Bond Networks via Surface Lewis-Base Silicate Species for Durable Seawater Oxidation

海水电解制氢中催化剂与电解质界面水氢键网络重构机制研究。通过表面Lewis碱介导的氢键网络调控，实现Ni(OH)?-Silicate催化剂的Cl?腐蚀抑制和OH?富集增强，使过电位降低121 mV，工业电流密度下稳定运行620小时。

　　

摘要

在海水电解制氢过程中，电催化剂与电解质之间的界面至关重要。然而，优化界面氢键以提升催化活性和稳定性仍是一个重大挑战。本研究展示了通过表面路易斯碱（Lewis base, LB）介导的方式重构电化学双层中的界面水氢键网络，从而增强海水氧化性能。这些路易斯碱硅酸盐物种可以通过电化学活化有效地固定在Ni(OH)₂表面。原位光谱实验表明，LB诱导的氢键网络重构能够快速富集OH^?离子，降低局部酸度，并防止Ni(OH)₂表面被Cl^?腐蚀，显著提高了海水氧化活性和长期稳定性。理论计算进一步阐明了这些高润湿性硅酸盐层的关键作用机制：它们优先吸附OH^?离子同时抵抗Cl^?离子的侵蚀。经过优化的Ni(OH)₂-Silicate体系在200 mA cm^?2?2?2

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。