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中南大學(xué)在廉價(jià)電催化材料研究取得重要進(jìn)展 促進(jìn)電水解氫技術(shù)發(fā)展

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1051次  |  2019年11月05日  

新華社13日?qǐng)?bào)道,中南大學(xué)劉小鶴教授團(tuán)隊(duì)在廉價(jià)電催化材料領(lǐng)域取得了系列進(jìn)展。他們采用鐵、鈷、鎳等廉價(jià)金屬化合物替代貴金屬基催化劑,實(shí)現(xiàn)了高效電催化裂解水反應(yīng)?!断冗M(jìn)功能材料》《應(yīng)用催化B:環(huán)境》等國(guó)際權(quán)威期刊連續(xù)發(fā)表了該團(tuán)隊(duì)最新研究成果。


氫能是最具前景的清潔能源之一,電解水產(chǎn)氫是目前較為理想的制氫技術(shù)。近些年以來(lái),我國(guó)及全球主要發(fā)達(dá)國(guó)家均制定了氫能發(fā)展規(guī)劃,相關(guān)政策接連推出。2019年,我國(guó)更是首度在政府工作報(bào)告中提到氫能源。今年上半年,氫能行業(yè)投資計(jì)劃總金額逾1000億元,已超過(guò)去年全年的850億元。


劉小鶴團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種負(fù)載氧化鎳納米晶粒的聚合物氮化碳二維納米材料,通過(guò)構(gòu)建具有金屬性的鎳-氮鍵形成高導(dǎo)電界面,大幅提高其催化效率。該策略拓展至其他的過(guò)渡金屬氧化物如四氧化三鈷、三氧化二鐵、氧化銅等也獲得了成功。此項(xiàng)成果發(fā)表在材料領(lǐng)域權(quán)威期刊《先進(jìn)功能材料》,中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院為第一單位,張寧副教授、劉小鶴教授和日本國(guó)立物質(zhì)材料研究所馬仁志教授為共同通訊作者。


團(tuán)隊(duì)還開(kāi)發(fā)了過(guò)渡金屬基層狀蛇紋石結(jié)構(gòu)的納米催化劑,進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了高效電催化分解水反應(yīng)。通過(guò)設(shè)計(jì)合成不同比例的鈷、鎳基蛇紋石結(jié)構(gòu)的納米片,調(diào)節(jié)材料的電子能帶結(jié)構(gòu)和導(dǎo)電特性,有效提高了材料的催化效率,在堿性和中性條件下均表現(xiàn)出比商業(yè)氧化釕催化劑更優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性。此項(xiàng)成果發(fā)表在催化領(lǐng)域權(quán)威期刊《應(yīng)用催化B:環(huán)境》,中南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院為第一單位,張寧副教授、劉小鶴教授為共同通訊作者。


“用鐵、鈷、鎳等廉價(jià)金屬化合物替代貴金屬基催化劑,實(shí)現(xiàn)高效電催化裂解水反應(yīng),這為未來(lái)電解水產(chǎn)氫技術(shù)的廣泛應(yīng)用起到重要的推動(dòng)作用?!眲⑿→Q教授說(shuō)。


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