【背景】
气体从电极表面的脱附对于电化学气体析出反应而言非常重要。传统的研究主要集中于电催化剂的设计，很少涉及气泡的脱附。近年来，通过纳米/微米结构催化剂的设计，可以实现气泡的快速脱离。但是，该方法和材料密切相关，并且需要严格和昂贵的制备条件，难以实现商业化。基于上述分析，蔚山科学技术院的Ryu教授组报到了一种通用的解决策略。通过将多孔的聚合物水凝胶滴涂到电极上，可以赋予电极“超疏气”特性，因此在电解水过程中氢气可以快速的脱离电极表面，最终降低欧姆过电位和浓差过电位，尤其是大电流密度的情况下。该策略对其它气体析出的电化学反应具有良好的借鉴意义。该工作以题目为“Superaerophobic Polyethyleneimine Hydrogels for Improving Electrochemical Hydrogen Production by Promoting Bubble Detachment”发表于Advanced Energy Materials期刊上。
【材料表征】
图a，b：水凝胶滴到泡沫镍上的示意图和实物照片
图c-f：水凝胶在泡沫镍上的形貌，在量为2.0%时水凝胶具有最合适的孔结构。
图g：不同水凝胶含量的泡沫镍的疏气性能。
泡沫镍滴上水凝胶后其HER活性显著增强，阻抗也呈现下降。其电化学活性面积虽然呈现下降，但是HER活性却增强，这表明电化学活性面积不足以影响其HER活性，更多的是水凝胶带来的疏气性能增强了HER活性。