記者日前從中科大獲悉,該校俞書宏教授研究組采用“一步合成法”,成功實(shí)現(xiàn)二硒化鈷與二硫化鉬的“化學(xué)嫁接”,研制出一種新型高效水還原復(fù)合催化劑,可以大大提高電解水制氫的效率,并有望為電解水工業(yè)提供廉價(jià)、高效、持久的水還原和水的氧化反應(yīng)電催化劑。
當(dāng)前,95%以上的氫氣來自于化石燃料,而水作為氫的重要來源之一,從其提取出來的氫總能量,是地球化石燃料熱量的9000倍。同時(shí),以氫為媒介,將太陽能、風(fēng)能、水位能等可再生能源存儲(chǔ)、運(yùn)輸和轉(zhuǎn)化,也是全球新能源發(fā)展的重要方向。一般而言,電解水制氫涉及兩個(gè)重要的基本反應(yīng),即陰極水的還原和陽極水的氧化。然而,傳統(tǒng)的電解水制氫方法,需要耗費(fèi)大量的電能。一些貴金屬如鉑、氧化釕、氧化銣等作為催化劑和氫電極材料,能有效提升電解水制氫的反應(yīng)速率,但是昂貴的價(jià)格限制了這些貴金屬在電解水工業(yè)中的規(guī)?;褂?。
通過合理的“化學(xué)嫁接”手段,俞書宏研究組選擇廉價(jià)的二硒化鈷與二硫化鉬合成,并利用材料協(xié)同增強(qiáng)效應(yīng),為設(shè)計(jì)和制備非貴金屬新型復(fù)合催化劑提供了新途徑。實(shí)驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果表明,這種新型復(fù)合催化劑具有優(yōu)異的水還原催化活性,并且性能穩(wěn)定,有望取代鉑成為新一代廉價(jià)氫電極材料。成果1月14日發(fā)表在《自然·通訊》上。