合肥研究院碳基材料電催化析氫研究取得進展

據中國科學院網站消息：近日，中國科學院強磁場科學中心雙聘研究員，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心
、化hua學xue與yu材cai料liao科ke學xue學xue院yuan教jiao授shou陳chen乾qian旺wang課ke題ti組zu以yi貴gui金jin屬shu銥yi摻chan雜za的de金jin屬shu有you機ji框kuang架jia材cai料liao作zuo為wei前qian驅qu體ti
，一yi步bu煆duan燒shao製zhi備bei了le氮dan摻chan雜za的de類lei石shi墨mo烯xi層ceng包bao裹guo銥yi鈷gu合he金jin核he殼ke結jie構gou材cai料liao，在zai酸suan性xing電dian解jie質zhi析xi氫qing反fan應ying中zhong表biao現xian出chu高gao活huo性xing和he高gao穩wen定ding性xing。

IrCo@NC催化劑結構及電催化析氫反應示意圖

近年來
，電解水製氫受到學術界廣泛關注，尋找廉價高效的非鉑電催化劑成為時下研究熱點。作為“明星材料”的石墨烯具有導電性好
、naifushidengyoudian，keyanrenyuanzhilijiangqikaifaweigaohuoxingsuanxingxiqingdiancuihuaji。danhenduotanjicuihuajidehuoxingyuguijinshuxiangbihaiyouhendadechaju，ruhejiangshimoxitanjicailiaokaifachenggaohuoxingdiancuihuajishiyigeredianketi。

銥鈷合金可向表麵活性位點轉移電子。銥鈷合金表麵包覆的氮摻雜石墨烯層類似於“鎧甲”，有利於防止合金內核被酸腐蝕。作為酸性析氫電催化劑（其中銥的含量僅為1.56wt.%），其塔菲爾斜率僅為23mV/dec，電流密度達到10mA/cm2時其過電位僅為24mV
，顯示出與商用的20%Pt/C電dian催cui化hua劑ji可ke比bi的de電dian催cui化hua析xi氫qing性xing能neng。密mi度du泛fan函han理li論lun模mo擬ni計ji算suan發fa現xian，氮dan摻chan雜za原yuan子zi近jin鄰lin的de碳tan原yuan子zi是shi電dian催cui化hua反fan應ying的de活huo性xing位wei點dian
，銥yi的de引yin入ru促cu進jin了le電dian子zi向xiang類lei石shi墨mo烯xi層ceng表biao麵mian遷qian移yi，降jiang低di了le活huo性xing位wei點dian的de氫qing吸xi附fu自zi由you能neng。材cai料liao的de表biao麵mian結jie構gou表biao征zheng和he元yuan素su成cheng分fen成cheng像xiang分fen析xi等deng揭jie示shi了le氮dan元yuan素su摻chan雜za量liang的de增zeng加jia以yi及ji銥yi元yuan素su在zai合he金jin內nei核he表biao麵mian的de富fu集ji有you利li於yu催cui化hua劑ji性xing能neng的de提ti升sheng。該gai研yan究jiu為wei尋xun找zhao更geng為wei廉lian價jia、高效的電催化析氫催化劑提供了新思路。

相關研究成果發表在《先進材料》上，博士研究生江鵬、陳繼堂
、王長來為論文共同第一作者。該研究得到了國家自然科學基金委、中科院和中國科大青年創新基金等的資助。

論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201705324