摘要：氢气是一种清洁高效的能源载体,通过海水电解规模化制备氢气能够为应对全球能源挑战提供新的机遇。然而,缺乏高活性、高选择性和高稳定性的理想电极材料是在腐蚀性海水中连续电解过程的一个巨大挑战。为了缓解这一困境,需要从基础理论和实际应用两方面对材料进行深入研究。近年来,人们围绕电极材料的催化活性、选择性和耐腐蚀性进行了大量的探索。本文重点总结了高选择性和强耐腐蚀性材料的设计合成与作用机制。其中详细介绍了多种电极材料(如多金属氧化物、Ni/Fe/Co基复合材料、氧化锰包覆异质结构等)对氧气生成选择性的研究进展;系统论述了各种材料的抗腐蚀工程研究成果,主要讨论了本征抗腐蚀材料、外防护涂层和原位产生抗腐蚀物种三种情况。此外,提出了海水电解过程中存在的挑战和潜在的机遇。先进纳米材料的设计有望为解决海水电解中的氯化学问题提供新思路。

摘要：混合型纳米电极材料的合理设计及合成对于其不同的应用具有重要意义,尤其是对于可用于下一代电动汽车和电子设备供电的高效纳米结构超级电容器(SCs)储能器件.本文报道了一种简便可控合成核-壳Ni_(3)S_(2)@NiWO_(4)纳米阵列的方法,并将其用于混合超级电容器的独立电极.在5 mA cm^(-2)的条件下,所制备的Ni_(3)S_(2)@NiWO_(4)独立电极表现出高达2032μA h cm^(-2)的面积容量;即使电流密度增至50 mA cm^(-2),其容量保留率仍为63.6%.更重要的是,在功率密度为3.128 mW cm^(-2)时,该Ni_(3)S_(2)@NiWO_(4)纳米阵列混合超级电容器仍表现出1.283 mW h cm^(-2)的最大能量密度;而在能量密度为0.753 mW h cm^(-2)时,该超级电容器表现出的最大功率密度为41.105 mW cm^(-2).此外,该混合超级电容器在连续10,000次循环后仍能保持89.6%的原始容量,从而进一步证明其优异的稳定性.本研究为合理设计各种核壳金属纳米结构提供了便捷途径,有助于促进其在高性能储能器件领域的广泛应用.