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我國學者通過調控局域反應環境，實現高效析氫
作者:官方
來源:中國科技網
所屬欄目:行業知識
發布時間:2022-04-25 10:48
[ 導讀 ]據中國科學技術大學介紹，該校國家同步輻射實驗室閆文盛教授研究組與孫治湖副研究員合作，提出了通過調控催化劑反應環境優化催化...
據中國科學技術大學介紹，該校國家同步輻射實驗室閆文盛教授研究組與孫治湖副研究員合作，提出了通過調控催化劑反應環境優化催化劑催化性能的技術策略，并將該策略應用到了負載于氧化鎂納米片上的鉑納米顆粒催化劑，突破了堿性溶液中析氫反應（HER）活性低的內在缺陷。相關研究成果最近發表在國際著名的學術期刊《自然-通訊》上。
電化學以其低反應活化能、高反應速率和高能量效率的特點在能源的轉化與存儲中發揮著重要作用。到目前為止，大多數研究工作主要是通過各種方法來改善催化劑的本征活性，以提高電極反應效率。事實上，催化劑周圍的局部反應環境在電極反應過程中也起著至關重要的作用。因此，通過固-液界面之間的各種物理和化學作用來調節局部反應環境，將是提高電催化性能和設計高效電催化劑的新途徑。
研究小組采用兩步浸漬－熱解的方法合成了負載在納米片上的鉑納米顆粒催化劑，用于堿性介質中的析氫反應。電化學試驗表明，鉑/氧化鎂催化劑具有優異的析氫反應活性，明顯低于鉑－碳的過電位。它們利用原位拉曼光譜、同步輻射紅外光譜和X射線吸收光譜，表明催化劑能在堿性介質中產生局部酸性環境，在酸性介質中獲得與鉑/碳相當的析氫反應性能。結合理論計算，提出了鉑/氧化鎂催化劑在堿性介質中顯示優異析氫反應性能的微觀機制。
這種局部酸性環境為鉑在堿性電解質中提供了良好的反應條件，從而實現了高效的析氫反應活性。
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