晨報訊 1月2日，江淮晨報、江淮網(wǎng)記者從中國科大獲悉，該?？蒲袌F隊利用同步輻射光源發(fā)展出先進的表征技術(shù)，在國際上率先探明催化材料在水解氫過程中的真實結(jié)構(gòu)，研究發(fā)現(xiàn)的這種鈷基催化材料，性能和穩(wěn)定性均已接近目前商業(yè)貴金屬鉑碳納米催化劑，展現(xiàn)出潛在的應用前景。

能源危機是現(xiàn)代社會需面對的一個難題。當前，在國內(nèi)外眾多尋求高效、豐富、綠色的新型能源方案中，從水中分解出清潔無污染且可再生的能源——氫氣，是攻克能源危機中的一個廣受期待的方案。其中，催化材料的參與必不可少，其能夠在水解氫過程中，加速并高效完成能量的轉(zhuǎn)化，是提升能量轉(zhuǎn)化效率的關(guān)鍵一環(huán)。因此，探明催化過程的奧妙，了解催化材料在實際工作狀態(tài)下的真實結(jié)構(gòu)，是當今科學界和工業(yè)界關(guān)注的前沿熱點。

高亮度的先進同步輻射光源，為研究這一亟待突破的電催化能量轉(zhuǎn)化機制問題提供了手段。“高度靈敏的同步輻射X射線吸收精細結(jié)構(gòu)譜學(XAFS)技術(shù)，能夠在原位實時在線探測處于‘工作狀態(tài)’催化劑的‘一舉一動’”。課題組教授姚濤介紹，中國科大相關(guān)研究團隊發(fā)展了原位同步輻射XAFS技術(shù)，結(jié)合理論計算，首次精確鑒別出鈷基催化在電催化析氫反應過程中活性位點的真實結(jié)構(gòu)和動態(tài)演化過程。

據(jù)了解，研究團隊依托合肥、北京和上海同步輻射光源建立測試裝置，實時監(jiān)測高度均一的鈷基單原子催化材料在堿性電催化析氫反應環(huán)境下原子和電子結(jié)構(gòu)的演變過程，清晰地追蹤了鈷原子位點在電催化析氫反應過程中的本征活性結(jié)構(gòu)及其發(fā)生的結(jié)構(gòu)重組。這為揭示催化過程秘密、提高能源轉(zhuǎn)化效率提供了有力方案。

目前，商業(yè)貴金屬鉑碳催化劑是公認的高效穩(wěn)定的析氫材料。而本次研究發(fā)現(xiàn)這種鈷基催化材料，在性能和穩(wěn)定性上均已接近商業(yè)鉑碳催化劑，但其成本僅為貴金屬鉑碳催化劑的一半不到，展現(xiàn)出潛在的廣闊應用前景。（記者 劉暢司晨）