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錯(cuò)加試劑卻迎重要突破!我國科學(xué)家成功合成→?

2024-08-21 15:28 來源:人民日報(bào)

記者19日從西湖大學(xué)獲悉,該校人工光合作用與太陽能燃料中心孫立成教授團(tuán)隊(duì)成功合成可用于電解水制氫的非貴金屬催化劑——CAPist-L1。這一新型催化材料浸在堿性水中,在安培級電流密度下穩(wěn)定工作超過19000小時(shí)后,表面仍源源不斷地產(chǎn)生氣泡,尚無衰退的跡象,其催化效率和穩(wěn)定性遠(yuǎn)優(yōu)于已公開報(bào)道過的催化劑。相關(guān)成果近日發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《自然·催化》上。


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CAPist-L1催化劑測試裝置。


孫立成介紹,此次研究純屬偶然。一次,團(tuán)隊(duì)成員在利用浸泡法制備鎳鐵基OER催化劑時(shí),把乙醇(酒精)當(dāng)作去離子水使用,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在泡沫鎳上長出來的催化劑OER性能非常不錯(cuò)。在電鏡視角下,這一催化劑如同花朵般層層疊疊,因此被命名為“繡球花”。


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CAPist-L1催化劑的“繡球花”結(jié)構(gòu)。


基于“繡球花”良好的催化表現(xiàn),研究團(tuán)隊(duì)隨即從理論層面進(jìn)行探索,進(jìn)而不斷完善優(yōu)化制備方案,成功開發(fā)了一種基于非均勻形核液相體系的催化劑制備工藝。在機(jī)制研究方面,研究團(tuán)隊(duì)通過對CAPist-L1成分、結(jié)構(gòu)和形貌等逐項(xiàng)分析,發(fā)現(xiàn)在催化層和金屬基底之間存在一層致密過渡層。正是致密過渡層的存在,將催化層牢牢地錨定在金屬基底上,提升了催化劑的活性和穩(wěn)定性。


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CAPist-L1,材料呈現(xiàn)多孔的透氣結(jié)構(gòu)。


值得期待的是,因制備工藝簡單、成本低廉、可重復(fù)度高、易放大化制備且具備超高OER活性和穩(wěn)定性,CAPist-L1展現(xiàn)出優(yōu)良的工業(yè)化應(yīng)用前景。


編輯:徐衛(wèi)民
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