北理工研究人员设计的电催化剂促进了清洁氢气的生产效率

(资料图)

缺陷并不总是坏事。 在增强用于产生清洁氢气的电催化过程中尤其如此，这实际上可能是一件非常好的事情。 中国的研究人员设计了一种电催化剂，可以加速所需的反应，具有包含原子结构缺陷的非晶态和晶体结构。 研究小组报告称，这些缺陷使电催化剂能够触发“卓越”的反应活性。

北京理工大学的研究人员设计了一种具有非晶相和晶相以及丰富缺陷的电催化剂，可以更有效地分解水并产生清洁燃烧的氢气。 图片来源：纳米研究能源，清华大学出版社

研究人员的研究结果最近发表在《纳米研究能源》杂志上。

中国科学院教授李翠玲表示：“由可再生能源驱动的水电解制氢，即利用电流分解水，将氢气与氧气分离，是缓解和解决能源和环境危机的一项有前景的技术。”

析氧反应是水电解的阳极反应，其中直流电引起化学反应，将氧分子从水分子中分离出来。 然而这种反应是“一个缓慢的过程”，它限制了水电解作为生产氢气的可持续机制。 据李说，析氧反应很慢，因为它需要大量的能量来触发分子转移其成分，但如果与更高效的催化剂结合，可以用更少的能量加速。

开发用于析氧反应的高效电催化剂对于开发用于清洁能源转换的电化学装置至关重要，研究人员转向氧化钌，这是一种成本较低的催化剂，与其他催化剂相比，它对反应物和中间体的粘附更少。

李说：“与商业产品相比，氧化钌基纳米材料具有更好的析氧反应性能，而迫切需要更复杂的电催化剂设计策略来激发更有效的催化性能，并且在很大程度上尚未得到探索。”

为了填补这一空白，研究人员合成了氧化钌多孔颗粒。 然后，他们处理颗粒以产生合理调节的异相，这意味着颗粒包含集成在一起的不同结构。 多孔和多相结构提供了一种缺陷 - 本质上是原子结构中的缺口，这使得析氧反应能够更有效地进行更多的活性位点。

李说：“得益于所得样品的丰富缺陷、晶体边界和活性位点可及性，证明了优异的析氧反应性能。工程电催化剂不仅能产生更好的析氧反应，而且还可以产生更好的析氧反应。 为该过程提供更少的电力。 这项研究证明了相工程的重要性，并为策略组合催化剂的设计和合成提供了新途径。”

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小尼个人资料简介：毕业于中国传媒大学 生日是1983年4月17日

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