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2019-11-27 12:33 |
中国科大团队设计出酸性环境中极端稳定的高性能电催化剂
从中国科学技术大学获悉，该校俞书宏院士团队和高敏锐教授课题组提出一种“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。研究成果11月25日发表在《自然·通讯》上。 F JIo] p
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氢能源是高效清洁新能源。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贵金属铂基催化剂，导致制氢成本过高,极大的限制了质子交换膜水电解池的应用推广。 nq*D91Q
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科研人员通过碱热法处理立方相二硒化钴， 使得部分钴与硒原子从完美的立方相二硒化钴晶体中逸出，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硒-硒键在其局域部位发生旋转而转化为正交相结构，最终得到立方相和正交相混合均匀分布的二硒化钴。 3|vZ `}
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电化学测试显示，混合相二硒化钴催化剂在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，其过电势没有明显增加。这种新型的立方相-正交相互糅合的二硒化钴催化剂极大的提高了钴与砸原子之间的共价性，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。 hEfFMi=a`
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该成果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。 |K'7BK_^J
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