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近日,《中國科學報》記者從揚州大學物理科學與技術學院獲悉,該院教授許小勇團隊首次提出離子補償重構策略強化催化位點構筑,為抑制催化劑離子泄露性失活提供了新思路。相關研究成果發表于《先進科學》(Advanced Science)。
據悉,利用可再生富余電力電解水制氫是生產高純綠色氫燃料的可持續路徑,能夠實現深度脫碳,符合我國“雙碳”倡議目標。許小勇指出,當前電解水制氫規模化發展的瓶頸是技術成本過高。為了實現“降本增效”,迫切需要開發更為高效、穩定、廉價的催化劑促進水氧化-還原反應動力過程,特別是水氧化析氧反應(OER)動力過程復雜且緩慢。
鎳鐵羥基氧化物是目前公認的堿性OER高活性催化劑,但在連續運行時通常發生鐵泄露導致活性衰減。為此,許小勇團隊基于課題組對電化學自重構機制的理解,提出離子補償重構方案構筑鎳鐵羥基氧化物,實現了鐵(Fe)配位自適應強氧化的熱力學環境,解決了鎳鐵羥基氧化物催化劑連續高強度運行中Fe偏析問題,首次演示工業級電流密度500毫安/平方厘米穩定運行500 小時以上。
該研究表明,通過動態重構演化的雙金屬氧橋配位不僅能夠協同催化增強本征活性,而且強化熱力學穩定性。研究工作還論證了熱力學自適應重構工程是開發高效能催化劑的有效方案。(來源:中國科學報 沈春蕾)