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中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，Sci. Adv.！
來(lái)源： 時(shí)間：2023-09-18 15:16:00 瀏覽：1599次

第一作者：Xiao-Long Zhang、Peng-Cheng Yu、Xiao-Zhi Su

通訊作者：高敏銳教授

通訊單位：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)

DOI: 10.1126/sciadv.adh2885


01

研究背景

在可再生電力的驅(qū)動(dòng)下，水電解產(chǎn)出氫（H2）燃料，為通向碳中和能源社會(huì)提供了一條優(yōu)雅的道路。然而，在酸性環(huán)境下，無(wú)鉑族金屬（PGM）材料通常表現(xiàn)出較高的化學(xué)和結(jié)構(gòu)變化傾向，甚至是組分溶解，導(dǎo)致催化性能下降?；诖?，中科大高敏銳教授等人報(bào)道了S摻雜誘導(dǎo)黃鐵礦型到白鐵礦型CoSe2的完整結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。所得到的S摻雜白鐵礦CoSe2（M-CoSe2）作為正極在實(shí)際的PEM電解槽中具有活性和穩(wěn)定性，突出了無(wú)PGM催化劑在商業(yè)規(guī)模水電解中的潛力。


02

文章要點(diǎn)

1、本文證明了S摻雜誘導(dǎo)的CoSe2中黃鐵礦到白鐵礦的完全結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。所得M-CoSe1.28S0.72催化劑在酸性電解質(zhì)中表現(xiàn)出優(yōu)異的HER活性和穩(wěn)定性。此外，以該催化劑作為正極的PEM電解槽可以在1 A cm?2下穩(wěn)定運(yùn)行超過(guò)410 h，具有潛在的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

2、作者設(shè)計(jì)的催化劑的高穩(wěn)定性可解釋為S摻雜誘導(dǎo)的白鐵礦中Co-Se(S)鍵的共價(jià)性更大。S摻雜誘導(dǎo)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整了催化劑的電子結(jié)構(gòu)（即WF和隨后的PZC），從而改善了EDL中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移，并提高了催化劑的氫吸附性能。


03

圖文展示

 

圖1.黃鐵礦到白鐵礦的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變

 

圖2.光譜研究

 

圖3.HER的性能

 

圖4.電子性能

 

圖5.增強(qiáng)機(jī)制

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