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中国科大研制出新型碱性水还原电催化剂
2018年7月24日 来源: 中国科学报

    中国科学技术大学教授俞书宏研究团队通过磷掺杂手段精准调控过渡金属硫族化合物二硒化钴的相变,成功实现其从稳定的立方相到亚稳态正交相的相转变,研制出在碱性介质中具有类铂析氢性能的高效水还原电催化剂,为从碱性水中大规模制氢提供了廉价高效的催化电极材料。这项成果日前发表在《自然—通讯》上。


    研究人员发现,立方相二硒化钴在升温过程中会产生大量硒空位,而不同电负性的磷原子引入会对形成的硒空位进行填充,导致原始双硒键发生旋转,从而促进立方相到正交相的相转变发生。


    他们发现,这种新型磷掺杂正交相二硒化钴在pH14的氢氧化钾电解液中,展现了类铂的析氢活性:10毫安每平方厘米时过电位仅为104 毫伏。进一步的研究探明,该催化剂在天然海水介质中也表现出卓越的催化性能。


    专家称,作为一种新催化剂设计策略,掺杂诱导结构相变可拓展至其它过渡金属硫族化合物体系,为设计制备可商用的高效电催化剂提供了新途径。


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