江西快3走势图

镇店之宝

行业企业市场标准科技新品会议展会政策原创

中国科大提出晶相混合策略设计极端稳定高性能电催化剂

仪表研发 2019年11月29日 14:58:36 来源:中国科学技术大学人气:6988
  【仪表网 仪表研发】氢能源是具应用前景的清洁新能源技术。相比传统的甲烷水蒸气重整制氢工艺和碱性电解水工艺,质子交换膜水电解装置具有启动速度快、氢气纯度高、产氢速率快、电流密度大和能量效率高等显著优势,有望成为下一代先进清洁制氢方法。然而,在酸性介质中非铂基催化剂一般很不稳定,活性金属成分容易在电解池操作过程流失。当前酸性电解水膜电极依赖铂基催化剂(Pt, Ir和Ru等),导致制氢成分过高,极大地限制了质子交换膜水电解池的应用推广。
 
  近日,中国科学技术大学俞书宏团队和高敏锐课题组提出一种“晶相混合”策略,成功设计并研制了一种在酸性电解液中展现高度稳定性的非贵金属电催化剂。研究人员将立方相的二硒化钴(CoSe2)进行“严苛”的碱热处理(5 M KOH,200oC)促使立方相CoSe2部分结构转变为正交相CoSe2,成功制备一种新颖的混合相CoSe2结构,在酸性介质中展现出优异的水还原电化学活性和稳定性能。相关研究成果以Polymorphic cobalt diselenide as extremely stable electrocatalyst in acidic media via a phase-mixing strategy 为题,于11月25日发表在《自然-通讯》上(Nature Communications 2019, 10, 5338)。论文的共同作者是中国科大博士生张晓隆、胡少进和博士后郑亚荣。
 
  研究人员通过碱热法处理立方相CoSe2,使得部分Co与Se原子从的立方相CoSe2晶体中逸出,生成原子级别的缺陷。而这些缺陷的生成使得位于立方相结构中的Se-Se键在其局域部位发生旋转而转化为正交相结构,终得到立方相和正交相混合均匀分布的CoSe2(图1)。
 
  电化学测试显示,混合相CoSe2催化剂在5万次循环之后,极化曲线没有明显变化,同时催化剂在400多个小时工作后,其在10 mA cm-2的过电势没有明显增加。“晶相混合”制备的催化剂在酸性电解质中的稳定性远优于立方相和正交相CoSe2催化剂(图2)。
 
  研究发现,这种新型的立方相-正交相互糅合的CoSe2催化剂极大地提高了Co与Se原子之间的共价性,赋予晶格更强劲的键合能,从而使得这种廉价材料在酸性介质中不仅展现出很高的水还原活性,同时表现优异的稳定性能(图3)。
 
  该项研究为今后提供了一种通过材料晶相调控设计具备在酸性介质中高度稳定的催化剂策略,为发展在酸性介质中能实际运行的低成本、高活性和高稳定性的催化材料提供了崭新的思路。
 
  相关研究受到国家自然科学基金委创新研究群体、国家自然科学基金重点项目、中科院前沿科学重点研究项目、中科院纳米科学创新中心、苏州纳米科技协同创新中心等的资助。
 
关注本网官方微信 随时阅专业资讯
仪表站APP 让生意更简单
@仪表网

全年征稿 / 资讯合作

联系邮箱:ybzhan@QQ。com

我要评论

所有评论仅代表网友意见,与本站立场无关。

  • 凡本网注明"来源:仪表网"的所有作品,版权均属于仪表网,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:仪表网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
  • 本网转载并注明自其它来源的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品来源,并自负版权等法律责任。
  • 如涉及作品内容、版权等问题,请在作品发表之日起一周内与本网联系,否则视为放弃相关权利。
  • 合作、投稿、转载授权等相关事宜,请联系本网。联系电话:0571-87759945,QQ:1103027433。
成丰仪表——中国第三代流量计领军品牌


返回江西快3走势图
美国dwyer
关闭
重庆快乐十分 亚洲彩票 天津福彩网 重庆快乐十分 甘肃快3 海南福彩网 江西快3 北京福彩网 贵州快3代理 江西快3