In Situ Grown Bimetallic (Ni, Fe) 12 P 5 Nanoneedles With Favorable Electronic Structures and Superwetting Surfaces for Highly Efficient and Durable Seawater Splitting at Industrial Current Density
工業電流密度での高効率・高耐久な海水分解のための、好ましい電子構造と超濡れ表面を有するその場成長二元金属（Ni, Fe）12P5ナノニードル (AI 翻訳)
Jingcheng Zhang, Xinru Ji, Sheng Cao, Hainan Sun, Guangmin Yang, Jie Yu, Daifen Chen, Zongping Shao
🤖 gxceed AI 要約
日本語
海水電解によるグリーン水素製造のための高効率・高耐久な二元金属リン化物電極材料を開発。FeドープNi12P5ナノニードルをニッケルフォーム上に直接成長させ、アルカリ海水中で1000 mA cm-2の高電流密度で低過電圧を実現し、2000時間以上の安定動作を示した。電子構造と超濡れ表面が性能向上に寄与することを実験と理論計算で解明。
English
This study develops a highly efficient and durable bimetallic phosphide electrode (Fe-doped Ni12P5 nanoneedles on nickel foam) for seawater electrolysis, achieving low overpotentials at industrial current densities (1000 mA cm-2) and stable operation over 2000 hours. The favorable electronic structure and superwetting surface enhance OER/HER performance, offering a promising strategy for large-scale green hydrogen production.
Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.
📝 gxceed 編集解説 — Why this matters
日本のGX文脈において
日本は水素社会の実現を目指しており、グリーン水素の低コスト製造技術は重要。本研究成果は、海水直接電解による水素製造の効率向上に寄与し、日本の水素サプライチェーン構築や再エネ水素のコスト低減に貢献する可能性がある。
In the global GX context
This work contributes to the global push for green hydrogen by improving the efficiency and durability of seawater electrolysis, a key technology for renewable hydrogen production. It aligns with international efforts to scale up electrolyzer deployment and reduce the cost of green hydrogen, supporting climate goals under the Paris Agreement.
👥 読者別の含意
🔬研究者:材料科学や電気化学の研究者は、電子構造と濡れ性の設計指針を参考に、高性能電極材料の開発に応用できる。
🏢実務担当者:水素製造プラントの設計・運用担当者は、工業電流密度での安定動作が確認された電極材料の実用化可能性を評価できる。
🏛政策担当者:水素戦略やグリーン水素の普及政策を検討する際に、技術の進展状況を把握するための参考情報となる。
📄 Abstract（原文）
Developing a highly efficient, stable, and industrially adaptable bifunctional electrode is crucial for green hydrogen production from seawater electrolysis. Herein, 3D nanoneedle‐like Fe‐doped Ni 12 P 5 arrays anchored on nickel foam (Fe–Ni 12 P 5 NAs@NFF) are in situ fabricated by a facile one‐step phosphorization route. Profiting from the favorable electronic configuration and self‐supporting structure with superwetting surfaces, this material demonstrates exceptional performance in alkaline seawater, requiring low overpotentials of 369 and 367 mV to achieve 1000 mA cm −2 for oxygen evolution reaction (OER) and hydrogen evolution reaction (HER) and ensuring stable long‐term durability of over 2000 h. When applying Fe–Ni 12 P 5 NAs@NFF as both anode and cathode in an anion exchange membrane electrolyzer, it delivers a cell voltage of only 1.87 V at 1000 mA cm −2 and maintains stable operation for over 140 h, outperforming commercial benchmarks. Based on the collective in situ experimental analysis and theoretical calculation, it is demonstrated that the Ni–Fe–P coordination in bimetallic phosphides delivers the favorable electronic structure, facilitates the reconstruction of OER‐active species, and ameliorates the hydrogen adsorption energy for HER. Additionally, the superwetting ability in the surface enables efficient gas bubble detachment and active center regeneration, while the free‐standing structure prevents catalytically active components from peeling off, endowing robust stability at the industrial‐level current. This work provides new insights into designing and synthesizing highly efficient and stable bifunctional catalysts for seawater electrolysis and contributes to the strategy for large‐scale production of low‐cost renewable hydrogen at industrial current density.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- semanticscholar https://doi.org/10.1002/cey2.70219first seen 2026-05-15 20:36:22 · last seen 2026-06-24 05:23:32
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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。