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據(jù)中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)介紹，該校國家同步輻射實(shí)驗(yàn)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(diào)控催化劑反應(yīng)環(huán)境優(yōu)化催化劑催化性能的技術(shù)策略，并將該策略應(yīng)用到了負(fù)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(yīng)（HER）活性低的內(nèi)在缺陷。相關(guān)研究成果最近發(fā)表在國際著名的學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》上。
電化學(xué)以其低反應(yīng)活化能、高反應(yīng)速率和高能量效率的特點(diǎn)在能源的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)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(yīng)效率。事實(shí)上，催化劑周圍的局部反應(yīng)環(huán)境在電極反應(yīng)過程中也起著至關(guān)重要的作用。因此，通過固-液界面之間的各種物理和化學(xué)作用來調(diào)節(jié)局部反應(yīng)環(huán)境，將是提高電催化性能和設(shè)計(jì)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(fù)載在納米片上的鉑納米顆粒催化劑，用于堿性介質(zhì)中的析氫反應(yīng)。電化學(xué)試驗(yàn)表明，鉑/氧化鎂催化劑具有優(yōu)異的析氫反應(yīng)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(zhì)中產(chǎn)生局部酸性環(huán)境，在酸性介質(zhì)中獲得與鉑/碳相當(dāng)?shù)奈鰵浞磻?yīng)性能。結(jié)合理論計(jì)算，提出了鉑/氧化鎂催化劑在堿性介質(zhì)中顯示優(yōu)異析氫反應(yīng)性能的微觀機(jī)制。
這種局部酸性環(huán)境為鉑在堿性電解質(zhì)中提供了良好的反應(yīng)條件，從而實(shí)現(xiàn)了高效的析氫反應(yīng)活性。
