تحليل البحر الكهربائي: مسار فعال لإنتاج الهيدروجين المستدام باستخدام أقطاب نيكل حديد LDH/MXene@NF المخدّرة بالكبريت

يعتبر تحليل مياه البحر حاليًا تقنية واعدة لإنتاج الهيدروجين الأخضر بكفاءة وحل أزمة الطاقة. تفاعل أكسدة اليوريا (UOR) له جهد حراري منخفض، مما يجعله تفاعلًا فعالًا لاستبدال تفاعل تطوير الأكسجين (OER) في تحليل مياه البحر الإجمالي وتجنب إنتاج الهيبكلوريت السام. في هذه الورقة، نبلغ عن LDH NiFe المخدّر بالكبريت مع شكل زهرة نانوية رقيقة جدًا على سطح رغوة النيكل ثلاثية الأبعاد (NF) المحملة بـ Ti3C2Tx MXene من خلال طريقة التحليل الكهربائي ذات الخطوتين (S-NiFe LDH/MXene@NF). يتم تعزيز الأداء التحفيزي لتحليل مياه البحر بواسطة التأثير المتعاون للواجهة الوفيرة بين Ti3C2Tx MXene وLDH NiFe المخدّر بالكبريت، مما يعزز نقل الإلكترون. أظهر S-NiFe LDH/MXene@NF قيم أداء كهربائي بلغت 1.578 و1.437 فولت (vs RHE) لـ OER وUOR عند 500 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع على التوالي، وجهد زائد قدره 336 مللي فولت لتفاعل تطور الهيدروجين (HER) عند 500 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع في إلكتروليت مياه البحر القلوي. كقطب ثنائي الوظائف، يمكنه تحقيق كثافة تيار قدرها 500 مللي أمبير لكل سنتيمتر مربع عند 2.027 فولت مع استقرار كبير. يكشف الكشف في الموقع باستخدام رامان لإعادة التركيب السطحية لقطب S-NiFe LDH/MXene@NF في الـ UOR أن Ti3C2Tx MXene يعجل من تشكيل الأنواع النشطة NiOOH على سطح القطب ويسهل الاضطراب الشبكي لـ NiOOH. هذا يساعد على زيادة النشاط التحفيزي لتحليل مياه البحر بشكل عام بمساعدة اليوريا.