中科院化學(xué)所分子納米結(jié)構(gòu)與納米技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室胡勁松課題組在氫能的清潔獲取與應(yīng)用方面開(kāi)展了系列研究，并開(kāi)發(fā)出新型高效電解水催化劑。相關(guān)成果日前發(fā)表于《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》等雜志。

據(jù)了解，限制電解水制氫大規(guī)模應(yīng)用的最重要瓶頸是如何大幅降低其電能消耗，從而大幅降低制氫成本。其關(guān)鍵是如何有效降低電極上析氧反應(yīng)（OER）和析氫反應(yīng)（HER）的過(guò)電位，實(shí)現(xiàn)在低槽壓下的大電流產(chǎn)氫。

最近，胡勁松課題組針對(duì)電解水過(guò)程中陽(yáng)極析氧反應(yīng)比動(dòng)力學(xué)緩慢、過(guò)電位高的問(wèn)題，發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)原本活性不高但制備過(guò)程環(huán)境友好的析氧催化劑進(jìn)行微觀形貌以及電子結(jié)構(gòu)的調(diào)控，可大幅提升其電催化析氧活性與穩(wěn)定性，從而為拓展電解水電極材料的選擇提供了另一種途徑。

研究發(fā)現(xiàn)，硼酸鎳（II）（Ni3（BO3）2）納米催化劑的電催化析氧性能與其結(jié)晶度密切相關(guān)，并通過(guò)調(diào)控其結(jié)晶度，首次獲得了OER性能優(yōu)異的新型硼酸鎳（II）析氧電催化劑。這一通過(guò)調(diào)控電催化劑結(jié)晶程度來(lái)精細(xì)調(diào)控電催化劑性能的研究結(jié)果為開(kāi)發(fā)新型低成本、高效電催化劑提供了嶄新的思路。

科研人員還發(fā)現(xiàn)，通過(guò)向堿式碳酸鈷中引入錳，實(shí)現(xiàn)對(duì)其微觀形貌和電子結(jié)構(gòu)的雙重調(diào)控，可大幅度提升其電催化分解水性能，使原本沒(méi)有應(yīng)用前景的堿式碳酸鹽類材料成為可與最近報(bào)道的高性能硫化物和磷化物等媲美的、在大電流下工作的新型雙功能全水分解電催化劑。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》(2019-07-18第1版要聞)

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