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我國學者通過調控局域反應環(huán)境，實現(xiàn)高效析氫
作者:官方
來源:中國科技網(wǎng)
所屬欄目:行業(yè)知識
發(fā)布時間:2022-04-25 10:48
[ 導讀 ]據(jù)中國科學技術大學介紹，該校國家同步輻射實驗室閆文盛教授研究組與孫治湖副研究員合作，提出了通過調控催化劑反應環(huán)境優(yōu)化催化...
據(jù)中國科學技術大學介紹，該校國家同步輻射實驗室閆文盛教授研究組與孫治湖副研究員合作，提出了通過調控催化劑反應環(huán)境優(yōu)化催化劑催化性能的技術策略，并將該策略應用到了負載于氧化鎂納米片上的鉑納米顆粒催化劑，突破了堿性溶液中析氫反應（HER）活性低的內在缺陷。相關研究成果最近發(fā)表在國際著名的學術期刊《自然-通訊》上。
電化學以其低反應活化能、高反應速率和高能量效率的特點在能源的轉化與存儲中發(fā)揮著重要作用。到目前為止，大多數(shù)研究工作主要是通過各種方法來改善催化劑的本征活性，以提高電極反應效率。事實上，催化劑周圍的局部反應環(huán)境在電極反應過程中也起著至關重要的作用。因此，通過固-液界面之間的各種物理和化學作用來調節(jié)局部反應環(huán)境，將是提高電催化性能和設計高效電催化劑的新途徑。
研究小組采用兩步浸漬－熱解的方法合成了負載在納米片上的鉑納米顆粒催化劑，用于堿性介質中的析氫反應。電化學試驗表明，鉑/氧化鎂催化劑具有優(yōu)異的析氫反應活性，明顯低于鉑－碳的過電位。它們利用原位拉曼光譜、同步輻射紅外光譜和X射線吸收光譜，表明催化劑能在堿性介質中產(chǎn)生局部酸性環(huán)境，在酸性介質中獲得與鉑/碳相當?shù)奈鰵浞磻阅?。結合理論計算，提出了鉑/氧化鎂催化劑在堿性介質中顯示優(yōu)異析氫反應性能的微觀機制。
這種局部酸性環(huán)境為鉑在堿性電解質中提供了良好的反應條件，從而實現(xiàn)了高效的析氫反應活性。
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