科技视界Science&TechnologyVisionDOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2022.30.02双功能硒化不锈钢/Pt复合电极的研制及应用尤浚臣高岩周游晨晨（苏州科技大学，江苏苏州215009）■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■【摘要】氢气作为一种高效率的能量载体，有希望代替传统化石燃料。而氢气可以通过电解水反应大规模生产，研究高性能双功能电解水催化电极对于氢能源的开发和利用有着重要意义。但工业电解水制氢仍然存在过电位高、稳定性差、成本高等困难。本研究采用恒流沉积方法在已经经过硒化的不锈钢上进行Pt的沉积，在碱性条件下对于氢气析出反应和氧气析出反应都有着相当不错的电化学性能：100mA/cm2的电流密度下，过电位只需要285mV，在此电流密度下经过24小时稳定性测试，电压值保持在0.05V范围内波动。本课题通过对Pt和硒化不锈钢基底的协同作用的探索，可为高效水分解催化剂的制备提供新的思路。【关键词】双功能；硒化；恒流沉积；不锈钢；铂■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■0引言Pt/C催化剂作为HER电催化剂的“圣杯”，具备极佳的催化活性。但在工业生产中，Pt/C催化剂因其高昂的价格限制了其在电解水制氢领域的大规模应用。KuiLi等人通过将微量的Pt与Ru纳米颗粒原位合金化，并均匀地嵌入多孔碳球来制备新型Pt/C催化剂[1]。在OER催化方面，RuO2是常见的催化剂，ReshmaR.Rao课题组利用Mn掺杂的RuO2（Mn-RuO2）双金属氧化物来获得耐久性OER催化剂，且其催化活性高于RuO2[2]。对于还原的半反应中，Pt是最有效的催化剂之一。从电子轨道的角度考虑，Pt的空d电子轨道和较小的能级间距，使其具有配位多样性，可以很好地形成配位键并参与反应[6]。可用Pt催化的反应进程包括：析氢反应（HER）、CO2加氢、氧化还原反应、甲烷转化等[7]。但在工业生产中，它的实际应用受限于高昂的原材料价格，所以实验中选择恒流沉积法来减少贵金属Pt的消耗。同时选用价格较为低廉的304不锈钢（SS）作为催化电极基底，SS的化学性质和催化行为可以通过调节表面改性，常见的是酸蚀以增加表面积[8]。对SS-Se样品进行OER活化过程中（图2），包含NiFe合金的电化学氧化，使NiFe氢氧化物层（或羟基氧化物）在SS表面形成，这揭示了硒化在增强OER活性中的关键作用[9]。对于氧化的半反应中，引入了硒化的步骤，这有助于进一步增强对于OH和OOH的吸附性。在碱性溶液中，水电解主要...
