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导读
目前，大规模电解制氢技术均以纯水为原料。由于淡水资源危机和氢能需求量大，海水直接电解制氢成为新的研究热点。然而海水直接电解工艺主要受限于催化剂活性低、稳定性差。
鉴于液态金属具有熔解分散其他金属的特性，天津大学海洋科学和技术学院海洋化学化工团队开发出以液态金属镓为基质，以金属Co和Pt为活性中心的Ga-CoPt液态合金催化剂，并用于海水直接电解制氢。结果表明，液态金属镓增强了Co、Pt原子的分散性、迁移性和协同性，显著提升了海水直接电解制氢的催化活性，其在10 mA cm-2电流密度下的过电势为249 mV，Tafel斜率为145 mV dec-1，优于商用Pt/C催化剂（341 mV、303 mV dec-1）。同时，Ga-CoPt在大电流密度（100 mA cm-2）下仍表现出较好的催化稳定性（169h）。该成果于近日发表在材料化学知名期刊Journal of Materials Chemistry A (IF=11.9)，题目为：Dynamic dual-atom synergistic catalysis boosted by liquid metal for direct seawater electroreduction。该论文第一作者是天津大学海洋学院硕士生李昊轩，苏荣欣教授、黄仁亮教授和王晶辉博士后为指导教师。
本工作设计制备高性能液态金属基电催化剂Ga-CoPt用于海水直接电解制氢，揭示了镓基液态金属对活性金属的分散和协同作用，发展并推广镓基液态金属的催化应用研究，为海水直接电解制氢催化剂的设计制备和工艺开发，提供新的思路。
图1镓基液态金属促进Co、Pt双金属协同催化海水直接电解制氢原理示意图
图2 Ga-CoPt合金直接电解海水制氢性能
发表论文：Haoxuan Li, Jinghui Wang, Mei Cui, Renliang Huang, Wei Qi and Rongxin Su. Dynamic dual-atom synergistic catalysis boosted by liquid metal for direct seawater electroreduction, Journal of Materials Chemistry A, 2024, DOI: 10.1039/D4TA01464B.
来源：天津大学
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