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  • 電催化分解水:解決多元金屬氧化物相分離難題
  • 2016/10/25 閱讀次數:[1765]
  •   華東理工大學物理系青年教師張波在加拿大多倫多大學做博士后期間,在電催化分解水研究領域取得突破,相關成果近日發表于《科學》。該項研究由多倫多大學、華東理工大學、斯坦福大學、中科院高能物理研究所北京同步輻射中心、加拿大光源、美國布魯克海文國家實驗室等單位研究者合作完成。

      電解水技術被認為是存儲太陽能發電和風力發電等間歇式電能的關鍵技術,包括陰極析氫(HER)和陽極產氧(OER)兩個半反應。其中產氧反應由于存在多種高能量的中間態,在無外加能量或無外加明顯過電位的情況下,這一復雜的多步多電子反應將很難發生,即使采用高活性的貴金屬催化劑,仍需很高的電壓驅動電解水反應,且能源轉換效率偏低。

      研究人員發展了一種室溫下溶膠—凝膠合成方法,突破了由于不同金屬氧化物晶格不匹配而導致相分離的障礙,最終使催化劑材料保持了Fe、Co和W多金屬氧化物/氫氧化物的原子尺度上的均相分散性,極大地提升了不同金屬原子間的相互作用,最終實現了三大突破:產氧電催化劑性能的大幅提升,本征質量比活性和TOFs為目前已報道****催化劑材料的3倍多,電能向化學能的轉化效率由70%提高到80%以上。

      業內專家認為,該工作發展的材料制備技術解決了多元金屬氧化物相分離的技術難題,開辟了一條推動能源轉換與存儲領域快速發展的新通道。

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