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前沿院博士生在电解水制氢方面取得新进展

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随着传统化石能源的日益消耗,开发新能源成为全世界关注的热点。氢能因其清洁、高效、安全、可持续性等优点,被视为21世纪最有潜力的新能源。目前,工业上制氢的方式主要有电解水制氢、煤气化制氢、天然气水蒸气重整制氢等,其中电解水制氢因不直接消耗化石能源具有较大的优势。但是,目前工业上使用的电解水产氢催化剂是多以铂为代表的贵金属材料,价格昂贵且资源匮乏,因而开发低成本、高效能的电解水产氢催化剂是能源、催化和材料领域的研究热点。

近日,前沿院瞿永泉、马媛媛课题组与化工学院常春然课题组合作,设计并制备了一种由镍钴磷组成的三元体系催化剂,通过与石墨烯复合,表现出接近贵金属的优异电解水性能。基于以上研究成果,前沿院博士生李家源以第一作者身份在国际著名期刊Advanced Functional Materials上(2015年影响因子为11.382)发表题为“Mechanistic Insights on Ternary Ni2xCoxP for Hydrogen Evolution and Their Hybrids with Graphene as Highly Efficient and Robust Catalysts for Overall Water Splitting”的论文。西安交通大学前沿院、化工学院为本文的通讯作者单位。

该论文除了创新性地设计、并制备出该类三元复合材料外,还通过实验与理论模拟的手段,系统研究了三元镍钴磷体系的电解水产氢的微观机理。研究表明,在真实反应条件下,当高效反应活性位点被氢毒化时,三元体系中钴掺杂的引入能够带来适当的氢吸附,以及更加温和的氢气脱附,从而使三元体系表现出更优异的电催化产氢性能。该研究结果不仅报道一种高效的电解水产氢催化剂,同时还对新型产氢催化剂的设计起到指导作用。

该项研究工作得到了国家“青年千人”项目、国家自然科学基金(21401148, 21201138, 21543005)的支持。

文章链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201601420/full

2016-09-19
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