近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員鄧德會團隊與青島理工大學副教授關靜的合作研究取得新進展。研究團隊將鎧甲催化劑制備成電極，構建了高效穩定的電解水解耦裝置，為電力削峰填谷策略提供了新思路。
解耦電解水是一種有潛力的削峰填谷策略，可以將用電低谷期的過剩電力轉變為化學能，在用電高峰期將化學能轉化為氫氣。這一策略可以緩解電力生產與消耗之間存在的時空不平衡問題，對實現電能的高效利用具有重要意義。但目前，構建高效、大容量的解耦裝置仍存在挑戰。
研究中，團隊提出以石墨烯封裝鈷鎳顆粒的鎧甲催化劑為電極，多硫化物離子為氧化還原介質構建電解水解耦裝置。此裝置在用電低谷期將過剩電力儲存為還原態多硫化物離子的化學能，在用電高峰期氧化多硫化物離子，實現氫氣的低能耗制備。在恒電流測試中，該產氫解耦裝置的總電位僅為0.82伏特，相較于直接全解水，該裝置可節約高峰期產氫用電60.2%。在鎧甲催化劑的高效催化下，解耦裝置在大電流密度下持續穩定產氫500小時，展現出優異的穩定性和較高的產氫能力。
理論計算發現，鎧甲催化劑的優異活性源于金屬內核和石墨烯殼層上的氮原子對石墨烯殼層電子結構的協同調變，從而促進了多硫化物在石墨表面上的高效還原。該研究為電網系統的削峰填谷提供了新的思路，有望應用于智能電網的構建。(記者 郝曉明)
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