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。

中zhong國guo科ke學xue院yuan福fu建jian物wu質zhi結jie構gou研yan究jiu所suo王wang要yao兵bing課ke題ti組zu及ji其qi合he作zuo者zhe吳wu克ke琛chen組zu副fu研yan究jiu員yuan李li巧qiao紅hong近jin期qi通tong過guo過guo渡du金jin屬shu異yi質zhi結jie構gou界jie麵mian調tiao控kong，促cu進jin了le對dui水shui及ji有you機ji小xiao分fen子zi電dian催cui化hua氧yang化hua過guo程cheng。在zai該gai研yan究jiu工gong作zuo中zhong，研yan究jiu人ren員yuan首shou先xian分fen別bie製zhi備bei了le金jin屬shuCo(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