高效非貴金屬析氫電催化研究獲進展

復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系吳仁兵、方方教授團隊在高效非貴金屬析氫電催化劑方面獲新進展，相關(guān)研究成果近日發(fā)表于《先進材料》。

氫能作為一種原料豐富、燃燒值高、零污染的清潔能源，被科學(xué)家和大眾寄予了很高的期望。要想發(fā)展氫能技術(shù)，不可或缺的一步就是把水通過電化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)換成氫氣，但析氫反應(yīng)所需過電位較高，需要加入催化劑降低過電位，提高反應(yīng)速率。

該團隊創(chuàng)造性地制備出零維鈷納米粒子、一維氮摻雜碳納米管和二維石墨烯耦合而成的分級復(fù)合結(jié)構(gòu)體系，以解決過渡金屬如鐵、鈷、鎳納米顆粒對氫原子的吸附較強而不容易脫附、顆粒易團聚、比表面積低、在電解液的操作環(huán)境下不穩(wěn)定等問題，取得了催化活性和穩(wěn)定性與貴金屬鉑相接近的研究成果。

該體系具備高導(dǎo)電率、豐富的孔隙率、鈷納米顆粒高分散性及充分暴露的活性位點(鈷-氮-碳)，使其作為析氫反應(yīng)電催化劑時，在酸、堿電解液中的析氫催化活性已接近貴金屬鉑基催化劑。

專家表示，析氫反應(yīng)電催化劑研究的突破，既對電解水制氫技術(shù)的優(yōu)化產(chǎn)生了重要推動，也為低成本條件下規(guī)模提取更高純度的氫氣提供了可能性。