福建物構所在過渡金屬界麵催化研究中獲進展

據福建物質結構研究所報道:氫能作為一種二次清潔能源越來越受到人們的重視。目前中國、美國
、加拿大、ribenheoumengdengdouzhidinglexiangyingdeqingnengfazhanguihua，woguoyizaiqingnenglingyuqudeleduofangmiandejinzhan


，zaijianglaiyouwangchengweiqingnengjishuyingyonglingyudexianfeng。qingqitongchangxuyaotongguoqitanengyuantujingzhiqu
；電(dian)解(jie)水(shui)作(zuo)為(wei)一(yi)種(zhong)零(ling)汙(wu)染(ran)的(de)製(zhi)氫(qing)方(fang)法(fa)
，具(ju)有(you)極(ji)高(gao)的(de)應(ying)用(yong)潛(qian)力(li)。當(dang)前(qian)，電(dian)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)的(de)最(zui)大(da)問(wen)題(ti)在(zai)於(yu)電(dian)極(ji)材(cai)料(liao)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)差(cha)，過(guo)電(dian)位(wei)高(gao)，造(zao)成(cheng)過(guo)多(duo)的(de)電(dian)能(neng)消(xiao)耗(hao)
，而(er)國(guo)內(nei)外(wai)學(xue)者(zhe)在(zai)電(dian)極(ji)材(cai)料(liao)研(yan)究(jiu)方(fang)向(xiang)大(da)多(duo)集(ji)中(zhong)在(zai)成(cheng)分(fen)、宏觀結構調控等方麵。

zhongguokexueyuanfujianwuzhijiegouyanjiusuowangyaobingketizujiqihezuozhewukechenzufuyanjiuyuanliqiaohongjinqitongguoguodujinshuyizhijiegoujiemiantiaokong，cujinleduishuijiyoujixiaofenzidiancuihuayanghuaguocheng。zaigaiyanjiugongzuozhong，yanjiurenyuanshouxianfenbiezhibeilejinshuCo(O)納米片和金屬Fe(O)納米鏈
，再將兩種納米結構進行熱耦合組裝，形成具有明確界麵結構的納米異質結。球差透射電子顯微鏡以及粉末衍射結果證實：熱耦合過程中
，無定形Co(O)納米片在Fe(O)的誘導下，於界麵邊緣處產生大量局域微晶結構，這些微晶結構為電催化反應提供了豐富的階梯、扭結和不飽和活性位點
；此外，光電子能譜分析發現：該熱耦合納米異質結構材料在界麵處形成部分Co-O-Fe橋聯物種；同時，界麵重排產生了大量氧缺陷位點，該過程未見報道。上述三個因素協同作用
，極大地促進該Fe/Co異質結構材料的電催化活性。電催化測試結果表明：電流密度在50 mA cm^-2時其析氧過電位隻有329 mV
，且保持連續20 h電解不衰減。密度泛函理論計算揭示該異質結構材料中，鄰近界麵的Fe活性位點可極大地促進羥基自由基向吸附態氧轉化，從而提高析氧活性。當采用苯甲醇作為配對氧化反應，該異質結構材料與商業Pt片作為兩電極時，在10mA cm^-2條件下電解水的電壓可降至1.42 V，因而具有極高的商業應用價值。

該項研究工(gong)作(zuo)為(wei)設(she)計(ji)合(he)成(cheng)穩(wen)定(ding)高(gao)效(xiao)的(de)電(dian)催(cui)化(hua)材(cai)料(liao)提(ti)供(gong)了(le)新(xin)思(si)路(lu)，拓(tuo)展(zhan)了(le)異(yi)質(zhi)結(jie)構(gou)材(cai)料(liao)的(de)應(ying)用(yong)範(fan)圍(wei)，為(wei)探(tan)索(suo)新(xin)的(de)電(dian)催(cui)化(hua)機(ji)製(zhi)提(ti)供(gong)了(le)重(zhong)要(yao)參(can)考(kao)。此(ci)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)獲(huo)得(de)國(guo)家(jia)自(zi)然(ran)科(ke)學(xue)基(ji)金(jin)、中科院納米與組裝重點實驗室、中科院先導研究計劃等項目基金的資助，於近期發表在國際能源期刊ACS Energy Lett. 2018, 3, 1854-1860 (DOI: 10.1021/acsenergylett.8b01071)。

福建物構所在過渡金屬界麵催化研究中取得進展