<p>香港城市大學(xué)(城大)研發(fā)了兩種高效而廉價(jià)的新型制氫電催化劑，為能源危機(jī)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(lǐng)域的核心問(wèn)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(xué)家共同領(lǐng)導(dǎo)的研究小組最近開(kāi)發(fā)了一種創(chuàng)新的、超穩(wěn)定和高效的析氫反應(yīng)(HER)電催化劑。</p> <p>&nbsp;</p> <p>電化學(xué)氫還原法是一種應(yīng)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(xué)家們深入研究的有前途的HER電催化劑，因?yàn)樗鼈兙哂懈呋钚浴⒆畲蟮脑有屎妥钚〉拇呋瘎┦褂?，因此在催化HER應(yīng)用方面具有潛力。然而，單原子催化劑的制備通常是復(fù)雜的，并且需要大量的精力和時(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)更低的氫價(jià)格。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;與其他常見(jiàn)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(duì)于電催化劑的大規(guī)模生產(chǎn)具有很大的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵牧弦子讷@得，合成過(guò)程簡(jiǎn)單，環(huán)保，反應(yīng)條件溫和。&rdquo;領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的城大機(jī)械工程系及材料科學(xué)與工程系講座教授呂健教授說(shuō)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，新型催化劑具有優(yōu)異的電催化活性、長(zhǎng)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(biāo)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(xué)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(tuán)隊(duì)的另一項(xiàng)突破是一種新型析氫催化劑。</p> <p>&nbsp;</p> <p>陸教授說(shuō):&ldquo;通過(guò)一種叫做磁控管共濺射的簡(jiǎn)單方法，我的研究團(tuán)隊(duì)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(gè)問(wèn)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?yàn)槊總€(gè)相都有各自的好處:納米晶相的局部化學(xué)不均勻性、短程有序和嚴(yán)重的晶格畸變是理想的，而非晶相提供了豐富的活性位點(diǎn)和較低的能壘用于析氫反應(yīng)。</p> <p>&nbsp;</p> <p>陸教授解釋說(shuō):&ldquo;這種鋁基合金電催化劑具有獨(dú)特的鍵合狀態(tài)、小的晶格尺寸和晶體/非晶共存，為實(shí)現(xiàn)高催化效率提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。&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(xiàng)創(chuàng)新發(fā)表在頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》上，題為&ldquo;用于析氫反應(yīng)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(xué)博士后劉思達(dá)博士(現(xiàn)任山東大學(xué)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(xué)陸教授、李博士和西安交通大學(xué)吳戈教授。吳教授于香港城市大學(xué)獲得博士學(xué)位。其他來(lái)自城大的研究人員包括曾在跨國(guó)公司從事博士后研究的周彬彬博士(現(xiàn)為深圳先進(jìn)電子材料創(chuàng)新研究院研究副教授)、來(lái)自跨國(guó)公司的博士生鐘靜和李蘭喜，以及來(lái)自跨國(guó)公司的博士生閆陽(yáng)。</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(xué)態(tài)度觀點(diǎn)。</p> </blockquote>