近日,中邦科學(xué)院大連化學(xué)物理鉆研所催化基礎(chǔ)邦家沉點(diǎn)真驗(yàn)室兩維資料取動(dòng)力小份子轉(zhuǎn)化翻新特區(qū)鉆研組鉆研員鄧德會(huì)團(tuán)隊(duì)在酸性電解水析氧催化劑鉆研中與患上晚進(jìn)鋪,開(kāi)掘兩氧化釕(RuO2)以及石墨烯界面處的釕核心也許顯著晉升RuO2基催化劑在酸性電解水析氧反饋中的活性以及不變性,該服務(wù)為設(shè)計(jì)以及制備高效、不變的酸性電解水析氧催化劑鉆研提供了新念道。
氫能作為一種清白、高效以及可復(fù)活的綠色動(dòng)力,被視為21世紀(jì)最有后勁的清白動(dòng)力?;谫|(zhì)子接換膜的酸性電解水制氫歲月?lián)碛行б娓?、產(chǎn)氫純度高、能耗矮等特性,被以為是可連續(xù)出產(chǎn)高純氫氣最有前景的歲月之一。不過(guò)其陽(yáng)極的析氧反饋授四電子轉(zhuǎn)嫁進(jìn)程以及能源學(xué)惰性的規(guī)定,成為了電解水制氫的瓶頸。迄今為止,RuO2是少少數(shù)能在酸性前提下催化電解水析氧反饋的催化劑。不過(guò),該析氧反饋進(jìn)程中所陪隨的RuO2過(guò)氧化天生RuO4而侵蝕熔解的進(jìn)程,使患上RuO2催化劑在酸性電解水析氧反饋中難以長(zhǎng)期維持高的反饋活性。是以,啟發(fā)新的戰(zhàn)略來(lái)共時(shí)真現(xiàn)高活性以及高不變性的RuO2基催化劑的制備擁有沉要的鉆研意思,但卻極具挑戰(zhàn)。
鄧德會(huì)團(tuán)隊(duì)在長(zhǎng)時(shí)間深化鉆研兩維資料限域過(guò)渡金屬催化電解水的基礎(chǔ)上(Angew. Chem. Int. Ed., 2024, doi: 10.1002/anie.202403484; Nano Energy, 2024, 72, 104700;Nano Energy, 2024, 61, 611;Nano Energy, 2024, 52, 494; Nat. Commun., 2024, 8, 14430;Energy Environ. Sci., 2024, 9, 123; Angew. Chem. Int. Ed., 2024, 54, 2100; Energy Environ. Sci., 2024, 8, 1594; Energy Environ. Sci., 2024, 7, 1919),經(jīng)歷精準(zhǔn)構(gòu)筑RuO2以及石墨烯的界面來(lái)晉升RuO2基催化劑在酸性電解水析氧反饋中的活性以及不變性?;谠搼?zhàn)略所制備的催化劑標(biāo)明出優(yōu)于商品RuO2的電催化活性以及不變性,在10 mA cm-2電淌稠度下,過(guò)電位僅為227 mV,矮于商品RuO2所需的290 mV過(guò)電位,也許不變運(yùn)轉(zhuǎn)勝過(guò)24小時(shí),其不變性遙高于商品RuO2催化劑。共時(shí),該團(tuán)隊(duì)取中科院山西煤炭化學(xué)鉆研所專(zhuān)士任鵬舉協(xié)作,聯(lián)結(jié)稠度泛函理論預(yù)備開(kāi)掘,RuO2以及石墨烯界面上的Ru位點(diǎn)也許挨破吸附態(tài)物種HOO*以及HO*之間的線性閉系,落矮全面反饋決快步的反饋能壘,入而提高電解水析氧的反饋活性。此外,石墨烯向RuO2外表轉(zhuǎn)嫁的電子也許提高RuO2的抗氧化以及抗侵蝕手腕。是以,石墨烯以及RuO2界面處的Ru核心沒(méi)有僅也許堅(jiān)固RuO2催化析氧反饋的活性,并且也許靈驗(yàn)晉升其不變性。
有關(guān)鉆研效果發(fā)表在《先入資料》(Advanced Materials)上。上述服務(wù)得回邦家科技部沉點(diǎn)研發(fā)方案項(xiàng)目、邦家當(dāng)然科學(xué)基金項(xiàng)目、中科院前沿科學(xué)沉點(diǎn)鉆研項(xiàng)目、中科院凈潔動(dòng)力翻新鉆研院協(xié)作基金項(xiàng)目、教訓(xùn)部動(dòng)力資料化學(xué)協(xié)共翻新核心(2011.iChEM)項(xiàng)目以及邦家專(zhuān)士后翻新人材支撐方案項(xiàng)目的資幫。
界面釕活性核心高效催化酸性電解水析氧反饋