我科学家制备出三元界面结构催化剂
2018-06-19 16:15:38 来源: 科技日报
科技日报合肥6月19日电（记者 吴长锋）记者从中国科学技术大学获悉，该校的同步辐射实验室宋礼教授课题组与华东理工大学段学志教授以及挪威科技大学陈德院士合作，研究发展了一种独特的金属-金属氧化物-碳的三元界面结构催化剂，展现出了突出的水分解制氢性能。相关结果日前发表于国际著名期刊《今日材料》上。?
氢能是一种理想的清洁能源和重要工业化学品。电催化分解水是公认的绿色制氢技术。尽管贵金属基的材料展现优异的催化性能，但其昂贵的价格限制了它们的应用。因此，大量研究人员致力于发展兼具高活性和稳定性的非贵金属水分解催化剂。
科研人员通过对一种简单的镍基金属配合物进行可控热处理，得到了镍-氧化镍-碳（Ni-NiO-C）的三元界面结构材料，并且运用同步辐射X射线吸收谱分析证实了这种独特的、紧密耦合的三元界面结构。电化学实验显示，合成的催化剂在碱性和中性电解液中均展现优异的催化性能，在电流密度10 mA cm-2的过电位分别为64和76 mV，处于目前报道的最优异的水分解制氢的非金属催化剂水平。
进一步的第一性原理计算表明，Ni-NiO界面位点的决速步骤能垒明显低于纯Ni表面。周围的碳组分可以阻止Ni的深度氧化，保持三元界面结构，而非核壳结构。这个研究工作基于同步辐射的精细表征，结合理论计算，不仅提供了一种优异的制氢催化剂，更重要的是，为界面结构催化提供了一种完整全新的理解。
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责任编辑：杨仑
