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我国学者通过调控局域反应环境，实现高效析氢
作者:官方
来源:中国科技网
所属栏目:行业知识
发布时间:2022-04-25 10:48
[ 导读 ]据中国科学技术大学介绍，该校国家同步辐射实验室闫文盛教授研究组与孙治湖副研究员合作，提出了通过调控催化剂反应环境优化催化...
据中国科学技术大学介绍，该校国家同步辐射实验室闫文盛教授研究组与孙治湖副研究员合作，提出了通过调控催化剂反应环境优化催化剂催化性能的技术策略，并将该策略应用到了负载于氧化镁纳米片上的铂纳米颗粒催化剂，突破了碱性溶液中析氢反应（HER）活性低的内在缺陷。相关研究成果最近发表在国际著名的学术期刊《自然-通讯》上。
电化学以其低反应活化能、高反应速率和高能量效率的特点在能源的转化与存储中发挥着重要作用。到目前为止，大多数研究工作主要是通过各种方法来改善催化剂的本征活性，以提高电极反应效率。事实上，催化剂周围的局部反应环境在电极反应过程中也起着至关重要的作用。因此，通过固-液界面之间的各种物理和化学作用来调节局部反应环境，将是提高电催化性能和设计高效电催化剂的新途径。
研究小组采用两步浸渍－热解的方法合成了负载在纳米片上的铂纳米颗粒催化剂，用于碱性介质中的析氢反应。电化学试验表明，铂/氧化镁催化剂具有优异的析氢反应活性，明显低于铂－碳的过电位。它们利用原位拉曼光谱、同步辐射红外光谱和X射线吸收光谱，表明催化剂能在碱性介质中产生局部酸性环境，在酸性介质中获得与铂/碳相当的析氢反应性能。结合理论计算，提出了铂/氧化镁催化剂在碱性介质中显示优异析氢反应性能的微观机制。
这种局部酸性环境为铂在碱性电解质中提供了良好的反应条件，从而实现了高效的析氢反应活性。
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