Strain Effect Triggers Pt Adaptive Mechanism to Construct Brønsted Acid Microenvironment for Ampere‐Level Hydrogen Production From Alkaline Seawater

海水 化学 阴极 催化作用 制氢 无机化学 电解 化学工程 电化学 氧化还原 降级(电信) 碳酸氢盐 碱性水电解 分解水 离子交换 杂质 电解水 氨生产
作者
Nianpeng Li,Linfeng Xiao,Anran Chen,Hua Zhang,Hao Cheng,Xuguang An,Qingquan Kong,Yingjie Feng,Weiping Liu,Qimeng Liu,Lei Zhang,Wen Liu,Yingtang Zhou,Xiaobo Chen,Xue Zhao,Guangzhi Hu,Ying Wu
出处
期刊:Angewandte Chemie [Wiley]
卷期号:: e1648591-e1648591
标识
DOI:10.1002/anie.1648591
摘要

ABSTRACT Intermittent renewable energy‐driven seawater hydrogen production can alleviate freshwater resource pressure and is of great significance in future energy systems. However, the localized microenvironment changes at the cathode and the strong interactions between other impurities and the electrolyzer lead to performance degradation and reduced equipment lifespan. Here, we report an alkaline seawater cathode catalyst for hydrogen production in an anion exchange membrane water electrolyzer (AEMWE). This catalyst can dynamically adjust the local reaction environment on the cathode surface. Through the reversible changes in the oxidation state of Pt in high‐entropy intermetallic compounds, a Brønsted acid‐like environment is formed near the reaction interface, inhibiting the formation of precipitates. In situ characterization confirmed that this Brønsted acid‐like environment can promote hydrogen production from alkaline seawater. Using alkaline seawater electrolysis, AEMWE operated stably for over 2000 h at an industrial‐grade current density of 1.0 A cm −2 (1.74 V).
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