将可再生能源(如太阳能、风能、水位能等)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。将水电解制氢涉及两个重要的基本反应,即阴极水的还原和阳极水的氧化。然而,反应动力学的限制要求提供高于理论分解电压的过电压来加速两极反应,导致严重的电能损失。一些贵金属如铂、氧化钌、氧化铷等能有效地降低反应活化能垒,提升反应速率,但是昂贵的价格限制其在电解水工业中的规模化使用。
近日,中国科学技术大学教授俞书宏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。
该研究组运用一步法所制备的二硒化钴/二硫化钼复合催化剂表现出优异的水还原催化活性,在0.5 M H2SO4电解质中交换电流密度达到7.3×10-2 mA cm-2(起始电势-11mV,塔菲尔斜率....