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中国科学家突破电解水制氢瓶颈:MOFs电极规模化应用开启绿氢新时代

2025-09-01
赵慎龙团队另辟蹊径,开发出室温电沉积技术,在短短几分钟内即可制备出400cm²的大尺寸MOFs电极,彻底突破传统方法耗时、耗能的局限。更关键的是,团队创新性地引入铈(Ce)元素构建钴铈双金属MOFs(CoCe-MOFs)结构。通过3d-2p-4f轨道相互作用,Ce元素精准调控钴的电子结构,增强对关键含氧中间体的吸附能力,使电解水反应的动力学显著加速。实验数据显示,该电极在碱性电解水系统中能耗低至4.11kWh/Nm³,且连续稳定运行超5000小时,远超行业平均水平。
这一突破带来三重变革:效率层面,低能耗意味着绿氢生产成本大幅下降,有望推动氢能替代传统化石能源;成本层面,室温电沉积工艺简化了生产流程,为大规模制造铺平道路;可持续性层面,MOFs材料的环境友好特性契合绿色生产理念。专家指出,该技术不仅解决了催化剂“高性能与规模化”的悖论,更构建了从材料设计到产业应用的完整理论框架,为电解水制氢技术提供了全新范式。

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