化學(xué)學(xué)院在利用多酸開展電解水產(chǎn)氫研究方面取得重要進(jìn)展
氫能作為零碳排放能源被公認(rèn)是最清潔的能源之一。利用電催化分解水的方法生產(chǎn)氫能具有能耗低、過程環(huán)保、產(chǎn)品純度高以及能量轉(zhuǎn)化效率高等優(yōu)良品質(zhì)，是一種很有前景的能源存儲和轉(zhuǎn)化方式。其中最關(guān)鍵的問題是尋找一種低成本、高活性的電催化劑用于降低析氫過電位，提升產(chǎn)氫性能。近日，東北師范大學(xué)在該領(lǐng)域取得了突破性研究進(jìn)展。
多金屬氧酸鹽（簡稱多酸）作為納米尺寸過渡金屬氧簇涵蓋了幾乎所有的主族和過渡金屬元素，可作為潛在的分子平臺用于電催化劑的設(shè)計(jì)合成。近期，東北師范大學(xué)多酸化學(xué)學(xué)科的研究團(tuán)隊(duì)利用多酸作為催化劑分子設(shè)計(jì)平臺，選取富磷多酸和二聚氰胺為起始原料，成功制備出一種氮摻雜的碳層包覆鈷鉬磷納米晶核殼結(jié)構(gòu)的電化學(xué)催化劑（如圖1所示）。與目前商用的貴金屬鉑碳催化劑相比，這種具有核殼結(jié)構(gòu)的CoMoP@C催化劑具備低成本、催化活性優(yōu)良、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，其制備方法簡單易行——一步熱解法可用于擴(kuò)大生產(chǎn)。在海水析氫反應(yīng)中，其性能優(yōu)異，可趕超商用催化劑（20% 鉑碳）。在非貴金屬基電催化領(lǐng)域內(nèi)，該項(xiàng)研究作為一項(xiàng)重要突破，為HER催化劑的設(shè)計(jì)提供了一種新的思路。該研究工作由多酸科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李陽光教授、譚華橋副教授和蘇州大學(xué)康振輝教授共同指導(dǎo)，博士研究生馬媛媛和吳彩霞等同學(xué)共同完成，發(fā)表于國際著名化學(xué)類雜志《能源與環(huán)境科學(xué)》上 (Highly efficient hydrogen evolution from seawater by a low-cost and stable CoMoP@C electrocatalyst superior to Pt/C, Energy Environ. Sci., 2017, 10, 788-798).
圖一
上述高水平研究論文的發(fā)表標(biāo)志我校多酸化學(xué)學(xué)科在利用多酸開展電催化分解水產(chǎn)氫方向取得了一定的進(jìn)展，目前，該研究團(tuán)隊(duì)還在進(jìn)行更為深入的研究，有望在不久的將來取得更好的研究進(jìn)展和成果。
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