鈷銀雙金屬表面電催化析氫和析氧性能研究*

張紅玲，祁夢潔，劉錳鈺，段孟言，昝靈興

（1.延安大學 化學與化工學院，陜西省化學反應工程重點實驗室，陜西 延安 716000；2.西安長慶化工集團有限公司，陜西 咸陽 712000）

2019年，我國氫產(chǎn)量已達2000萬t，其中絕大部分是經(jīng)天然氣、醇類、水煤氣轉化而來，此類工藝能耗高、原料受限、產(chǎn)品純度低并伴隨著高碳排放[1,2]。為“爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”排放，電解水制氫是完成此目標的有效策略之一[3]。但目前，電解水析氫過電勢高，能耗大且催化劑活性低和穩(wěn)定性差，限制了其發(fā)展。為了進一步推進其在實際生產(chǎn)生活中的應用，利用高效的催化劑來降低電解槽陰極析氫過電位，從而實現(xiàn)降低能耗的途徑已成為普遍共識。

由于單金屬的催化活性受自身性質的限制，因此，雙金屬以及多金屬催化劑被大量研發(fā)用來提高電解水析氫和析氧反應活性[4-10]。Li等[11]通過多步合成法制備出納米片陣列結構的CoNiN析氫催化劑，相比單純的金屬Co而言，其催化活性顯著提高；Xiao等[12]也報道他們制備的Co-Fe-Se三元金屬超薄納米片用于電解水制氫；Liu等報道MOF衍生的RuO2/Co3O4異質結電催化劑，在堿性條件下，對HER和OER的催化性能均有顯著提升[13]。由此可見，Co基雙金屬催化劑在電解水催化析氫方面表現(xiàn)優(yōu)異，具有非常廣闊的應用價值與市場前景。

本文采用恒電位沉積法制備出Co/Ag雙金屬表面，通過沉積時間來控制Co在Ag電極表面的沉積量和覆蓋度，并通過SEM和EDS分別對其表面形貌進行觀測和表面元素的定性和定量分析。此外，將Co/Ag雙金屬表面用于電解水催化析氫和析氧反應進行評估。……