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中國學者揭示水解氫奧秘

2019-01-03 07:21
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從水中分解出清潔無污染且可再生的能源——氫氣,是當前攻克能源危機中的一個廣受期待的方案,其中催化材料的參與必不可少。

中國科學技術大學2日消息,該校科研團隊利用同步輻射光源,在國際上率先探明催化材料在水解氫過程中的真實結構,為揭示催化過程秘密、提高能源轉化效率提供了有力方案。

研究成果于2019年1月1日在線發表在《自然·催化》期刊上。

當前,尋求高效、豐富、綠色的新型能源的方案中,水解氫是一個廣受期待的方案。催化材料能夠加速并高效完成能量的轉化,是提升能量轉化效率的關鍵一環。因此,探明催化過程的奧妙,了解催化材料在實際工作狀態下的真實結構,是當今科學界和工業界關注的前沿熱點。

高亮度的先進同步輻射光源為研究這一亟待突破的電催化能量轉化機制問題提供了手段。課題組姚濤教授說:“高度靈敏的同步輻射X射線吸收精細結構譜學(XAFS)技術能夠在原位實時在線探測‘工作狀態’的催化劑的‘一舉一動’”。

研究團隊依托合肥、北京和上海同步輻射光源建立測試裝置,實時監測高度均一的鈷基單原子催化材料在堿性電催化析氫反應環境下原子和電子結構的演變過程,清晰地追蹤了鈷原子位點在電催化析氫反應過程中的本征活性結構及其發生的結構重組。

目前,商業貴金屬鉑碳催化劑是公認的高效穩定的析氫材料,研究發現這種鈷基催化材料在性能和穩定性均已接近商業鉑碳催化劑,但成本僅為貴金屬鉑碳催化劑的一半不到,展現出潛在的廣闊應用前景。

研究團隊利用原位同步輻射譜學技術發現了活性位在電催化反應過程中的高度敏感性,揭開了催化材料在實際工作狀態中的真實面紗。這種原位同步輻射譜學技術同樣適用于研究其它光電能量轉化反應中催化材料表界面的動態過程,此項發現也為從原子尺度探究催化活性中心結構和反應機理提供了實驗基礎和理論指導,并為今后設計高效的能量轉化材料提供了新的思路。(來源:中國新聞網)

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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