科學(xué)家開發(fā)出高效電解水催化劑

       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)用方面開展了系列研究，并開發(fā)出新型高效電解水催化劑。相關(guān)成果日前發(fā)表于《美國化學(xué)會志》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，胡勁松課題組針對電解水過程中陽極析氧反應(yīng)比動(dòng)力學(xué)緩慢、過電位高的問題，發(fā)現(xiàn)通過對原本活性不高但制備過程環(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。這一通過調(diào)控電催化劑結(jié)晶程度來精細(xì)調(diào)控電催化劑性能的研究結(jié)果為開發(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)，通過向堿式碳酸鈷中引入錳，實(shí)現(xiàn)對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。
 　　編輯點(diǎn)評
 　　科學(xué)家成功開發(fā)新型高效電解水催化劑，這一研究不僅拓寬了低成本高效電解水催化劑的選擇范圍，而且有助于理解催化劑的構(gòu)效關(guān)系，為開發(fā)新型、環(huán)境友好、可實(shí)際工作的高效低成本電催化劑提供了新的思路。