碳包覆钴钨双金属碳化物

合理开发与利用能源是关乎人类生存的战略性问题，风能、太阳能等新型能源由于储量巨大、可再生性及清洁性而得到了极大的关注。将此类能源转化为电能是解决其间断性的绝佳方法，而电能通过电解水产氢进一步转变为氢能则实现了此类能源从利用到存储的理想路线，同时也获得了有望改变人类现有能源结构的清洁能源。

在电解水过程中，由于过电势的存在导致电能消耗增加，能源利用效率大幅度下降，而催化剂可以有效降低裂解水的过电势，从而提高电能的利用率。目前，效率最高的电催化裂解水产氢 催化剂是铂、钯一类贵金属及其相应复合物，但其相应的高成本、低储量极大地限制了该类材料的广泛应用，也使研究重点转移到寻找可替代贵金属的、高效非贵金属催化剂上。

碳包覆的钴钨双金属碳化物是一种新型电催化裂解水产氢催化剂，这种材料在酸性、碱性以及中性电解液中，也就是全pH值条件下都表现出优异的催化活性和稳定性，特别是在碱性条件下(pH为14)，此催化剂只需要73mV 的过电势，电流密度便能达到10mA/cm2，与目前最好的碱性条件下电催化裂解水产氢催化剂活性相当，甚至更胜一筹。

碳包覆钴钨双金属碳化物的制备过程包括：将52.15mg六水合硝酸钴、47.87mg钨酸铵与200mg双氰胺均匀混合，在惰性气氛保护条件下由室温升至700℃，并保持3小时即可得到碳包覆的钴钨双金属碳化物。

将该材料在自然海水(未经任何净化处理)配置的酸性(pH＝0)电解液中所得电催化裂解水产氢，所加电压为0.24V；由于海水中高浓度无机盐的影响，催化剂活性有一定的降低，但材料经过20小时的工作仍然保持稳定。其电催化性能参数为：

在pH为0条件下，当过电势为210mV时，该材料电流密度达到10mA/cm²；

在pH为14条件下，当过电势为80mV时，该材料电流密度达到10mA/cm²；

在pH为7条件下，当过电势为230mV时，该材料电流密度达到10mA/cm²。

由此可见，所得碳包覆的钴钨双金属碳化物材料能够在自然海水配制的电解液中保持良好的稳定性。更为重要的是，这种全pH值范围催化剂提供了与电催化裂解水产氧催化剂结合的可能性，从而真正提高将电能转换为氢能的能源利用效率。

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