洁净煤技术

作者：贾金鹏, 岳志晶, 刘向国, 杨柯利, 周华从, 班延鹏, 李娜, 刘全生

关键词：氢能,碳辅助电解水,Ni−Co催化剂,腐植酸,电催化剂,电沉积

碳辅助电解水 (CAWE) 通过在阳极引入碳源，利用碳氧化反应（COR）以替代析氧反应（OER），能够显著降低反应电位，是一种兼具经济性与可持续性的高效制氢策略。开发高活性、低成本且稳定的电催化体系是提升CAWE性能的关键。研究采用电沉积结合循环伏安法（CV）活化策略，在泡沫镍(NF)基底上成功构筑了Ni−Co纳米片结构催化剂，并将其应用于腐植酸（HA）辅助电解水体系，实现高效低能耗制氢。在1 mol/L KOH中添加0.35 g HA时，Ni−Co/NF仅需254.4 mV的过电位即可实现10 mA/cm2的电流密度，产氢速率为28.22 mL/（h·cm2），能耗仅为3.82 kWh/Nm3。机理研究表明，Ni−Co/NF在碱性条件下通过Ni2+/Ni3+与Co2+/Co3+的可逆转化，持续生成高活性自由基（·OH、·\mathrmO_2^- ），对 HA 分子结构进行选择性断裂与氧化，从而实现碳氧化与析氢反应的协同促进。综上，Ni−Co/NF催化剂兼具优异的催化活性及稳定性，为构建低能耗制氢体系及HA电化学转化提供了新的研究思路与理论基础。

来源：2026年第2期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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