碳包覆鈷鎢雙金屬碳化物

合理開發與利用能源是關乎人類生存的戰略性問題，風能、太陽能等新型能源由於儲量巨大、可再生性及清潔性而得到了極大的關注。將此類能源轉化為電能是解決其間斷性的絕佳方法，而電能通過電解水產氫進一步轉變為氫能則實現了此類能源從利用到存儲的理想路線，同時也獲得了有望改變人類現有能源結構的清潔能源。

在電解水過程中，由於過電勢的存在導致電能消耗增加，能源利用效率大幅度下降，而催化劑可以有效降低裂解水的過電勢，從而提高電能的利用率。目前，效率最高的電催化裂解水產氫 催化劑是鉑、鈀一類貴金屬及其相應複合物，但其相應的高成本、低儲量極大地限制了該類材料的廣泛應用，也使研究重點轉移到尋找可替代貴金屬的、高效非貴金屬催化劑上。

碳包覆的鈷鎢雙金屬碳化物是一種新型電催化裂解水產氫催化劑，這種材料在酸性、鹼性以及中性電解液中，也就是全pH值條件下都表現出優異的催化活性和穩定性，特別是在鹼性條件下(pH為14)，此催化劑只需要73mV 的過電勢，電流密度便能達到10mA/cm2，與目前最好的鹼性條件下電催化裂解水產氫催化劑活性相當，甚至更勝一籌。

碳包覆鈷鎢雙金屬碳化物的製備過程包括：將52.15mg六水合硝酸鈷、47.87mg鎢酸銨與200mg雙氰胺均勻混合，在惰性氣氛保護條件下由室溫升至700℃，並保持3小時即可得到碳包覆的鈷鎢雙金屬碳化物。

將該材料在自然海水(未經任何淨化處理)配置的酸性(pH＝0)電解液中所得電催化裂解水產氫，所加電壓為0.24V；由於海水中高濃度無機鹽的影響，催化劑活性有一定的降低，但材料經過20小時的工作仍然保持穩定。其電催化性能參數為：

在pH為0條件下，當過電勢為210mV時，該材料電流密度達到10mA/cm²；

在pH為14條件下，當過電勢為80mV時，該材料電流密度達到10mA/cm²；

在pH為7條件下，當過電勢為230mV時，該材料電流密度達到10mA/cm²。

由此可見，所得碳包覆的鈷鎢雙金屬碳化物材料能夠在自然海水配製的電解液中保持良好的穩定性。更為重要的是，這種全pH值範圍催化劑提供了與電催化裂解水產氧催化劑結合的可能性，從而真正提高將電能轉換為氫能的能源利用效率。

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