碱性电解槽通常产生电流密度低于0.5 A/cm²的氢气。

在这里，意大利理工学院Liberato Manna，Francesco Bonaccorso，Sebastiano Bellan设计了一种经济有效且坚固耐用的阴极，由电沉积的纳米Ru颗粒(质量负载量~ 53 µg/cm²)组成，在金属网上生长的垂直取向的铜纳米片阵列上。

文章要点

1）这种阴极与以堆叠的不锈钢网为基础的阳极耦合，其性能优于氢氧化镍催化剂。电解槽在1.69V和2V时的电流密度分别达到1 A/cm²和3.6 A/cm²，达到了质子交换膜电解槽的性能。此外，我们的电解槽在连续(1 A/cm²，超过300小时)和间歇模式下稳定运行。

2）根据提议的电极技术，预计1兆瓦发电厂(30年寿命)的总生产成本为2.09美元/千克，达到全球目标(2-2.5美元/千克)。因此，在阴极中使用少量的Ru(~0.04 g_Ru/kW)是一种有希望的策略，以解决传统碱性电解槽在面临铂族金属稀缺的情况下，在高通量操作时的资本和运营费用之间的两极分化。

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Zuo, Y., Bellani, S., Ferri, M. et al. High-performance alkaline water electrolyzers based on Ru-perturbed Cu nanoplatelets cathode. Nat Commun 14, 4680 (2023).

DOI：10.1038/s41467-023-40319-5

https://doi.org/10.1038/s41467-023-40319-5