<p>香港城市大學(城大)研發(fā)了兩種高效而廉價的新型制氫電催化劑，為能源危機提供可持續(xù)的綠色解決方案。</p> <p>&nbsp;</p> <p>氫是一種清潔和可持續(xù)的化石燃料替代品，而生產(chǎn)低成本、高性能的析氫催化劑是能源領域的核心問題。</p> <p><img src="https://www.cityu.edu.hk/sites/g/files/asqsls3821/files/inline-images/221214-2_hydrogen.jpg" alt="The electrocatalyst is based on two-dimensional mineral gel nanosheets." width="808" height="538" />&nbsp;</p> <p>由城大材料科學家共同領導的研究小組最近開發(fā)了一種創(chuàng)新的、超穩(wěn)定和高效的析氫反應(HER)電催化劑。</p> <p>&nbsp;</p> <p>電化學氫還原法是一種應用廣泛的制氫方法。商用HER電催化劑由昂貴的貴金屬制成。單原子催化劑是一種被科學家們深入研究的有前途的HER電催化劑，因為它們具有高活性、最大的原子效率和最小的催化劑使用，因此在催化HER應用方面具有潛力。然而，單原子催化劑的制備通常是復雜的，并且需要大量的精力和時間。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這種新型電催化劑基于二維礦物凝膠納米片，不含任何貴金屬。它可以大規(guī)模生產(chǎn)，并有助于在未來實現(xiàn)更低的氫價格。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;與其他常見的單原子底物前驅(qū)體，如多孔框架和碳相比，我們發(fā)現(xiàn)礦物水凝膠對于電催化劑的大規(guī)模生產(chǎn)具有很大的優(yōu)勢，因為原材料易于獲得，合成過程簡單，環(huán)保，反應條件溫和。&rdquo;領導這項研究的城大機械工程系及材料科學與工程系講座教授呂健教授說。</p> <p>&nbsp;</p> <p>實驗發(fā)現(xiàn)，新型催化劑具有優(yōu)異的電催化活性、長期耐用性和超穩(wěn)定性。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該研究結(jié)果發(fā)表在《自然通訊》雜志上，標題為&ldquo;用于超穩(wěn)定析氫的二維礦物水凝膠衍生單原子錨定異質(zhì)結(jié)構(gòu)&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>本文第一作者是MNE的呂福聰博士。本文通訊作者為哈爾濱工業(yè)大學陸教授、MSE副教授李洋洋博士和孫立剛博士。</p> <p><img src="https://www.cityu.edu.hk/sites/g/files/asqsls3821/files/inline-images/221214-3_hydrogen.jpg" alt="The electrocatalyst has a dual-phase nanostructure." width="808" height="538" />&nbsp;</p> <p>盧教授團隊的另一項突破是一種新型析氫催化劑。</p> <p>&nbsp;</p> <p>陸教授說:&ldquo;通過一種叫做磁控管共濺射的簡單方法，我的研究團隊成功地生產(chǎn)出了一種高性能、低成本的鉑基電催化劑替代品，為這個問題提供了有效的解決方案。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這種新型電催化劑基于AlMnRu(鋁、錳和釕)薄膜，具有結(jié)晶-非晶(非結(jié)晶)雙相納米結(jié)構(gòu)。雙相材料是必需的，因為每個相都有各自的好處:納米晶相的局部化學不均勻性、短程有序和嚴重的晶格畸變是理想的，而非晶相提供了豐富的活性位點和較低的能壘用于析氫反應。</p> <p>&nbsp;</p> <p>陸教授解釋說:&ldquo;這種鋁基合金電催化劑具有獨特的鍵合狀態(tài)、小的晶格尺寸和晶體/非晶共存，為實現(xiàn)高催化效率提供了結(jié)構(gòu)基礎。&rdquo;&ldquo;我們使用鋁而不是貴金屬作為催化劑的主要元素，使用比鉑便宜的釕作為貴金屬成分。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>這項創(chuàng)新發(fā)表在頂級學術期刊《科學進展》上，題為&ldquo;用于析氫反應的晶體-玻璃納米結(jié)構(gòu)鋁基電催化劑&rdquo;。</p> <p>&nbsp;</p> <p>前城市大學博士后劉思達博士(現(xiàn)任山東大學教授)和MSE博士生李宏坤是該論文的共同第一作者。通訊作者為城市大學陸教授、李博士和西安交通大學吳戈教授。吳教授于香港城市大學獲得博士學位。其他來自城大的研究人員包括曾在跨國公司從事博士后研究的周彬彬博士(現(xiàn)為深圳先進電子材料創(chuàng)新研究院研究副教授)、來自跨國公司的博士生鐘靜和李蘭喜，以及來自跨國公司的博士生閆陽。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學態(tài)度觀點。</p> </blockquote>