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张树宇团队制备铂单原子与纳米颗粒混合体系催化剂用于在大电流密度下的氢气析出反应

氢能具有热值高、来源广泛、清洁无污染等优点,被视为21世纪最具发展潜力的能源。“绿氢”是以风能、太阳能等可再生资源为动力,电解水产生氢气,实现零碳排放,是一种真正意义上的洁净能源。目前,工业电解水制氢仍然面临着高成本的制约。因此,开发一种高活性、高稳定性、低成本的析氢反应催化剂,是实现其大规模商用的关键所在。在各类催化剂中,贵金属铂被认为具有最高的理论催化活性。通过将铂的尺寸缩小到纳米级甚至单原子,可以最大程度地提高铂的原子利用率,降低贵金属用量,从而实现成本的降低。然而,对于铂单原子催化剂在大电流析氢方面的研究报道极少,其在商业制氢中的应用前景尚待商榷。因此,降低催化剂中贵金属用量,并且同时保证催化活性,对于解决商业制氢的高成本难题至关重要。 近日,复旦大学信息科学与工程学院区琼荣教授、张树宇副研究员课题组采用低温等离子体材料制备与改性技术,开发了一种用于大电流析氢反应的铂单原子与纳米颗粒混合体系催化剂(PtM/p-GO),催化剂在大电流密度下展现出优异的催化活性与稳定性。相关研究成果以《等离子体合成铂单原子和纳米颗粒催化剂用于大电流密度析氢反应》(“Plasma-synt

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张树宇团队提出通过优先电子填充策略提升非晶硫化钼在大电流密度下的氢气析出反应催化活性

氢气作为一种理想的能量载体,因其具有高能量密度、环境友好、可再生性等优势被广泛关注。根据国家发改委2022年3月发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035)》,氢能是未来国家能源体系的重要组成部分,是用能终端实现绿色低碳转型的重要载体。氢能产业是战略性新兴产业和未来产业重点发展方向,能在工业、交通、储能等领域构建多元应用生态,对中国能源转型和双碳目标实现有重要意义。利用可再生能源(如太阳能、风能等)发出的电力通过电解水制取氢气是生产“绿氢”的重要方式。然而,目前氢气析出反应(HER)使用的催化剂主要是铂族贵金属,其成本与储量制约了电解水制氢的大规模应用。开发廉价而高效的HER催化剂是实现工业化电解水制氢的关键。 近日,学院区琼荣教授、张树宇副研究员课题组提出了通过优先电子填充策略提升非晶硫化钼在大电流密度下的氢气析出反应催化活性,使用等离子体技术制备了非晶态硫化钼钨/氮掺杂还原氧化石墨烯催化剂材料(a-MoWSx/N-RGO)。2022年7月25日(美国当地时间),相关研究成果以《钨掺杂引发的优先电子填充策略提升非晶硫化钼在大电流下的氢气析出反应催化活性》(“Boos