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高效非贵金属析氢电催化研究获进展
来源:中国科学报   编辑:绿色化工信息网

【绿色化工网讯】复旦大学材料科学系吴仁兵、方方教授团队在高效非贵金属析氢电催化剂方面获新进展,相关研究成果近日发表于《先进材料》。

  氢能作为一种原料丰富、燃烧值高、零污染的清洁能源,被科学家和大众寄予了很高的期望。要想发展氢能技术,不可或缺的一步就是把水通过电化学反应转换成氢气,但析氢反应所需过电位较高,需要加入催化剂降低过电位,提高反应速率。

  该团队创造性地制备出零维钴纳米粒子、一维氮掺杂碳纳米管和二维石墨烯耦合而成的分级复合结构体系,以解决过渡金属如铁、钴、镍纳米颗粒对氢原子的吸附较强而不容易脱附、颗粒易团聚、比表面积低、在电解液的操作环境下不稳定等问题,取得了催化活性和稳定性与贵金属铂相接近的研究成果。

  该体系具备高导电率、丰富的孔隙率、钴纳米颗粒高分散性及充分暴露的活性位点(钴—氮—碳),使其作为析氢反应电催化剂时,在酸、碱电解液中的析氢催化活性已接近贵金属铂基催化剂。

  专家表示,析氢反应电催化剂研究的突破,既对电解水制氢技术的优化产生了重要推动,也为低成本条件下规模提取更高纯度的氢气提供了可能性。