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中国科学技术大学实现高效碱性电解水制氢

2018年07月24日 09:59:00 来源: 安徽日报

    记者7月23日从中科大获悉,该校俞书宏教授研究团队通过磷掺杂手段精准调控过渡金属硫族化合物二硒化钴的相变,成功实现其从稳定的立方相到亚稳态正交相的相转变,研制出在碱性介质中具有类铂析氢性能的高效水还原电催化剂,为从碱性水中大规模制氢提供了廉价高效的催化电极材料。成果发表在最新一期国际著名学术期刊《自然·通讯》上。

    过渡金属硫族化合物由于其特殊的电子结构特性,表现出优异的电催化性能。立方相与正交相结构的二硒化钴具有类似的晶体结构,在理论上两相之间可实现可逆相变。俞书宏团队发现,立方相二硒化钴在升温过程中会产生大量硒空位,而不同电负性的磷原子引入会对形成的硒空位进行填充,导致原始双硒键发生旋转,从而促进立方相到正交相的相转变发生。他们发现,这种新型磷掺杂正交相二硒化钴在pH 14的氢氧化钾电解液中,展现了类铂的析氢活性:10毫安每平方厘米时过电位仅为104毫伏。进一步的研究探明,该催化剂在天然海水介质中也表现卓越的催化性能。

    专家称,作为一种新催化剂设计策略,掺杂诱导结构相变可拓展至其他过渡金属硫族化合物体系,为设计制备可商用的高效电催化剂提供新途径。

 

[责任编辑: 周雨濛 ]
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