我科研團隊在水電解制氫電催化領域取得重要研究進展
來源：科技日報 時間：2025-01-08 17:27
1月7日，記者從哈爾濱工業大學（深圳）獲悉，該校前沿學部理學院副教授陶有堃團隊在質子交換膜水電解制氫（PEMWE）陽極電催化領域取得重要研究進展，通過引入鎢-氧橋聯，解決了銥鎳氧電催化劑重構的活性-穩定性難題。相關研究成果于近日發表在《自然·通訊》上。
質子膜水電解制氫具有環境友好、電流密度高、響應快、耐波動等優勢，適合與風/光等波動性可再生能源直接耦合，是未來綠氫生產的關鍵技術之一。
該研究基于雙重調控策略，通過在銥鎳氧電催化劑中引入橋聯銥-氧-鎢橋聯基團，實現對催化劑表面重構以及析氧反應路徑的調控優化。
在研究中，針對氧化鎢與氧化銥難溶性問題，科研團隊采用鎳輔助銥鎢電沉積脫合金方法，實現對納米氧化銥原子尺度均勻鎢-氧摻雜。
同時，通過原位分析結合理論計算，科研團隊發現銥-氧-鎢橋聯以雙位點協同機制高效催化析氧反應，可有效抑制晶格氧參與，并可對重構過程中過渡金屬刻蝕及反應過程中過氧化導致的銥位點氧化態升高進行電荷補償，從而增強了催化劑穩定性。
此外，橋聯氧作為質子受體可有效促進質子轉移，解除在酸性電解質中質子濃度過高導致的關鍵中間體質子化脫除限制，進一步提升析氧反應活性。
據悉，該研究實現重構氧化銥基催化劑電化學性能與穩定性雙重提升，并可對酸性電解低成本高性能析氧催化劑的進一步設計提供借鑒。（羅云鵬 李曉慧）
責任編輯：沈馨蕊
