中国科大水制氢电极材料科研再获成功

　　中安在线讯 将太阳能、风能、水位能等可再生能源以氢为媒介存储、运输和转化可实现环境友好和可持续发展的经济构型。当前95%以上的氢气来自于化石燃料，而水作为氢的重要来源之一，从其提取出来的氢的总能量是地球化石燃料热量的9000倍。目前将水电解制氢的一些贵金属价格昂贵，限制其在电解水工业中的规模化使用。

　　近日，中国科学技术大学俞书宏教授研究组发展了一步法合成技术，成功实现了二硒化钴和二硫化钼材料的“化学嫁接”，研制了具有析氢性能接近贵金属铂的水还原高效复合催化剂。该研究成果发表在1月14日出版的《自然·通讯》上。

　　近年来，该研究组围绕新型非贵金属氢电极材料和氧电极材料的设计，在电解水用新型非贵金属电极材料的设计和制备技术方面上取得一系列进展。开展了基于过渡金属硫族化合物研制新型非贵金属氢电极材料和氧电极材料的研究，通过合理的化学“嫁接”手段，选择廉价的材料和利用材料协同增强效应，为设计和制备非贵金属新型复合催化剂提供了新途径，有望为电解水工业提供新型、廉价、高效、持久的水还原和水的氧化反应电催化剂。

　　此外，该研究组在设计新型非贵金属水电解阳极材料方面也取得了一系列进展。因涉及四电子反应，水氧化相对于水还原是一个更复杂过程。在水电解池中，氧电极相对于氢电极有更大的过电位需求，导致主要的电能损耗。

　　研究人员在国际上率先发现，廉价的二硒化钴自身具有内在的水氧化活性。通过引入新的功能性材料能调节该材料的金属催化活性中心的电子结构，优化其对氧中间物的吸附键能，大大增强氧电极的反应速率。

　　基于该研究组在节能增效新型过渡金属硫族化合物电极材料领域的系列工作，该研究组应邀为英国皇家化学会《化学会评论》撰写评述，综述了该研究领域取得的进展并展望了基于过渡金属硫族化合物设计高效能量转换材料的前景。(赵孝刚)