近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)俞書宏院士團隊和高敏銳教授課題組提出一種“晶相混合”策略，成功設(shè)計并研制了一種在酸性電解液中展現(xiàn)高度穩(wěn)定性的廉價金屬電催化劑。相關(guān)成果11月25日發(fā)表在《自然—通訊》上。

相比傳統(tǒng)工藝，質(zhì)子交換膜水電解裝置具有啟動速度快、氫氣純度高、產(chǎn)氫速率快、電流密度大和能量效率高等顯著優(yōu)勢，有望成為下一代先進清潔制氫方法。然而，當前酸性電解水膜電極依賴鉑基催化劑，導(dǎo)致制氫成本過高，極大限制了質(zhì)子交換膜水電解池的應(yīng)用推廣。

晶相是結(jié)晶的微觀結(jié)構(gòu)，由晶體中高分子鏈的構(gòu)象及其排布所決定。研究人員將立方相的二硒化鈷進行“嚴苛”的堿熱處理，促使部分二硒化鈷晶相由立方相轉(zhuǎn)變?yōu)檎幌?，成功制備出一種新穎的混合相二硒化鈷結(jié)構(gòu)。這種混合結(jié)構(gòu)在酸性介質(zhì)中展現(xiàn)出優(yōu)異的水還原電化學(xué)活性和穩(wěn)定性能，遠優(yōu)于單純的立方相或者單純的正交相，電化學(xué)測試顯示，在5萬次循環(huán)和400多個小時工作后，其仍具有超強的穩(wěn)定性。

該項研究為發(fā)展在酸性介質(zhì)中能實際運行的低成本、高活性和高穩(wěn)定性的催化材料提供了新的思路。（記者  楊凡)