导言：该论文作者以废旧轮胎中的碳钢丝为基底，分别通过原位合成和物理腐蚀制备了高效耐腐蚀的HER和OER电极。 在工业条件下（5MKOH，343K）应用时，仅需51mV（HER）和161mV（OER）的过电势即可达到/cm2的电压密度，稳定性极佳。
近年来，电解水加氢以其高效、环保等优势得到广泛研究。 在水电解系统中，为了提高产氢率和系统的整体效率，水分解的半反应（析氧反应-OER、析氢反应-HER）必须达到最佳效率。 传统上，HER和OER可以很容易地被铂族金属（PGM）催化和反应，但这种金属的稀缺性和高昂的价格促使人们寻求储量丰富的非贵金属替代品。 然而回收利用金属意义，虽然非贵金属电解水催化剂的研究取得了重大突破，但在实际工艺条件下（高环境湿度、高酸度），催化剂如何在高电压密度下保持长期稳定性以及是否它们具有诸如 PGM 如此高的活性一直是一个悬而未决的问题。
碳钢 (SS) 是一种弹性高合金钢，在大多数酸和酸滤液中表现出良好的（电）物理惰性，尽管在较高的压力和湿度下。 为此，它们被广泛用作导电基材或催化剂材料的载体材料。
针对上述问题回收利用金属意义，美国汉口大学易院士团队研发出具有成本竞争力、能够满足严苛工业需求的高性能电极系统。 作者从废弃的汽车轮胎中选取碳钢丝（SSW），除了将其作为HER催化剂的基底，同时通过物理腐蚀和原位生长等方法使其成为高效的OER催化电极。 这些基于 SSW 的双功能电极系统表现出出色的催化性能以及在工业条件下应用的出色耐腐蚀性。 此项工作近日以“and of High for Water”为题发表在国际知名期刊《》。
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对于阳极，作者采用物理腐蚀的方法直接腐蚀碳钢丝（SSW），通过水热加速腐蚀反应。 在此过程中，SSW表面逐渐形成Ni/FeOOH纳米粒子，水热加热12小时（SSWRs-12h）的样品性能最好。 另一方面，作者以SSW为基底，在其表面原位合成了MoNi4纳米阵列(MoNi4/SSW)，得到了阴极催化电极。 通过上述方法得到的SSWRs-12h和MoNi4/SSW电极分别在OER和HER催化反应中表现出优异的性能（在1M KOH氨水中，OER仅需287mV过电位即可达到500mA/cm2的电压密度，HER仅需77mV即可要求达到 200mA/cm2），但在工业测试条件下性能保持稳定。 同时，上述两种电极作为对电极进行全水分解性能测试时，仍然具有较高的效率和良好的稳定性。
图 1. 用废碳钢线 (SSW) 制造 HER 和 OER 电极的示意图。
图 2. OER 电极的形态和结构表征。
图 3. HER 电极的形态和结构特征。
图 4. OER 性能测试和相应的电物理表征。
图 5. HER 性能测试和相应的电物理表征。
图 6. 全水分解性能测试及示意图。
总之，作者通过简便的合成和表面改性，从废弃的 SSW 中获得了用于 OER 和 HER 的耐腐蚀和高活性催化电极。 从成本和催化活性的角度来看，该电极体系在非PGMs催化剂中具有很强的竞争力。 除了良好的性能，这项工作还指出了回收废金属用于清洁能源应用的实用性，这有助于减少材料浪费，并为可持续能源的未来提供新思路。 （文：天航）
