華中師大研製高效催化劑 可取代貴金屬製氫

據華中師範大學新聞網報道：youyuquanqiudenengyuanhehuanjingweiji
，kezaishengnengyuanzuoyongxiafenjieshuideyanjiuchengweinengyuanzhuanhuanlingyudeguojiredian，qizhongdeguanjianshigaoxiaocuihuacailiaodezhibei。jinri

，huazhongshidawulikexueyujishuxueyuanyuyingjiaoshouketizuyumeiguoxiusidundaxuerenzhifengjiaoshouketizuhezuo，zaigaoxiao、廉價電催化分解水研究方麵取得了重要進展，相關成果發表在國際能源和環境領域頂級期刊 Energy & Environmental Science 上(2017, 10, 1820-1827; 詳見http://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2017/ee/c7ee01571b)，該期刊影響因子為29.52，該論文也被評選為2017年 Energy & Environmental Science 的熱點文章。

華(hua)中(zhong)師(shi)大(da)物(wu)理(li)科(ke)學(xue)與(yu)技(ji)術(shu)學(xue)院(yuan)為(wei)該(gai)論(lun)文(wen)的(de)第(di)一(yi)完(wan)成(cheng)單(dan)位(wei)，論(lun)文(wen)的(de)第(di)一(yi)作(zuo)者(zhe)為(wei)物(wu)理(li)科(ke)學(xue)與(yu)技(ji)術(shu)學(xue)院(yuan)和(he)美(mei)國(guo)休(xiu)斯(si)頓(dun)大(da)學(xue)物(wu)理(li)係(xi)聯(lian)合(he)培(pei)養(yang)的(de)博(bo)士(shi)研(yan)究(jiu)生(sheng)餘(yu)羅(luo)（華師2013屆化學物理交叉班畢業學生）。

電解水是一種清潔、可持續的大規模製備氫氣和氧氣的方法，其反應包括產氫 (HER) 和析氧 (OER) 兩個半反應。其中，降低產氫和析氧反應的過電位是目前研究的技術難題，關係到相關技術是否可以實際應用。迄今為止，貴金屬Pt和RuO₂/IrO₂分別被公認為非常高效的HER和OER催(cui)化(hua)劑(ji)材(cai)料(liao)
，但(dan)其(qi)較(jiao)高(gao)的(de)成(cheng)本(ben)和(he)資(zi)源(yuan)匱(kui)乏(fa)的(de)缺(que)點(dian)限(xian)製(zhi)了(le)這(zhe)些(xie)材(cai)料(liao)的(de)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。因(yin)此(ci)
，開(kai)發(fa)可(ke)替(ti)代(dai)的(de)非(fei)貴(gui)金(jin)屬(shu)催(cui)化(hua)劑(ji)材(cai)料(liao)成(cheng)為(wei)近(jin)幾(ji)年(nian)的(de)研(yan)究(jiu)熱(re)點(dian)。

針對以上挑戰，餘穎教授和任誌鋒教授課題組從催化劑的微觀形貌設計入手，將銅納米線和鎳鐵雙金屬層狀氫氧化物 (NiFe LDH)fuheyiqi，zaipaomotongjidishangqiaomiaodizhibeileerzhedesanweihekenamijiegou。gaicuihuajidianjijuyouteshudesanweihekenamijiegou，yongyouchaodadebibiaomianjihefengfudehuoxingweidian，zaiHER和OER兩個半反應中同時表現出優異的電催化性能和穩定性
，並在全分解水體係中擁有出眾的性能
，即在1 M的KOH溶液中，電流密度達到10和100 mA/cm²時
，所需電位分別是 1.54和1.69 V，該性能優於目前最好的Pt/IrO₂全解水體係
，特別在高電流密度條件下更是遠遠超過Pt/IrO₂。該催化電極的製備方法簡單、耗能低、無汙染，而且適合製備大尺寸樣品
，為非貴金屬催化電極的大規模應用提供了可能。

上述研究成果得到了國家自然科學基金
、國家留學基金等項目的資助。