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材料学院在高效电解水催化剂研究方面取得重要进展

2017-11-06 11:20:42

众所周知,传统化石能源的枯竭与环境污染成为当前全球共同面对的挑战性问题。氢能作为一种高能量密度、无毒的清洁能源,被广泛认为是未来极具发展潜力的能源之一。电解水析氢是目前最有效的制备高纯氢的方法。开发廉价的低过电势、快反应速率的非贵金属电析氢催化剂是其关键所在,也成为当前学术界的研究热点。近日,西安交大材料学院表面工程研究室戴正飞特聘研究员与新加坡南洋理工大学的颜清宇教授合作,设计开发了一种高效稳定全电解水催化剂——非化学计量比的六方相磁黄铁矿型单磷硫化钴黄壳(yolk-shell)结构,通过调节硫化/磷化程度,获得了具有不同硫磷原子比的单磷硫化钴,可有效调控Co3+/Co2+的比例及材料的电子结构,其中,P2-Co3+离子分别表现高的电子给予和受予能力,可分别有效地促进析氢/析氧反应(HER / OER)。Co0.9S0.58P0.42展示了较低的析氧反应过电位(266 mV, 电流密度10 mA·cm-2)和较小的塔菲尔斜率 (48 mV·dec–1),对于对称的全电解水反应,当电流密度为10 mA·cm-2时,仅需1.59 V的工作电位。相关研究成果以 “Hexagonal-Phase Cobalt Monophosphosulfide for Highly Efficient Overall Water Splitting”为题,发表于材料科学领域著名期刊ACS NanoIF=13.942)上。戴正飞研究员为论文的第一作者,西安交大金属材料强度国家重点实验室为第一署名单位。文章链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsnano.7b05050

编辑:冯硕
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