發布時間：2023年2月16日
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電解水制氫是目前最主要的綠氫制備方法。電解水制氫包括兩個同時發生的半反應，即陰極上的析氫反應（HER）和陽極上的析氧反應（OER）。相比于只有2個電子轉移的HER，OER伴隨著4個電子的轉移，在動力學上較為緩慢，需要高效的析氧電催化劑以降低反應能壘加速OER的進行。
中國科學院寧波材料技術與工程研究所氣體催化與分離團隊近年來通過實驗與理論的有效結合在OER電催化方面開展研究。基于團隊在電解水OER催化劑方面的研究基礎（Adv. Mater. 2018, 30, 1801351; Nat. Commun. 2019，2019, 10, 162.；Adv. Energy Mater., 2019, 9, 1901313），陳亮研究員受邀在Adv. Mater.期刊上圍繞酸性質子交換膜（PEM）電解水制氫OER催化劑，對近年來報道的催化劑進行了全面的梳理和總結。該綜述重點討論了有關OER機理以及活性與穩定性之間關系的基礎研究，并提出了一種穩定性測試方案來評估本征活性衰減；討論了當前面臨的挑戰和尚未解決的問題，如碳基材料的使用以及酸性電解液和PEM電解槽催化劑性能的差異等；展望了最有前景的酸性OER催化劑以及未來的研究方向（Adv. Mater. 2023，doi:10.1002/adma.202210565）。
近期，團隊在低溫堿性海水電解OER催化劑取得新進展。鑒于海水電解缺乏高活性和抗Cl-腐蝕OER催化劑，陳亮研究員和林貽超研究員從NiFeP前驅體出發通過電化學活化過程原位構筑了一種NiOOH@FeOOH異質結構催化劑，在0.5 A cm-2的工業電流密度下過電位僅為292 mV，并具有很好的穩定性。通過理論計算和實驗表征，提出了FeOOH底層可以調控NiOOH電子結構并遵循非傳統的雙位點催化機制。相關研究成果以“A Unique NiOOH@FeOOH Heteroarchitecture for Enhanced Oxygen Evolution in Saline Water”為題發表在Adv. Mater.上(2022, 34, 2108619)。
上述工作得到了中科院從0到l原始創新項目（ZDBS-LY-JSC021）、中科院青年創新促進會（2020300）、國家自然科學基金面上項目（52002378）、浙江省自然科學基金（LY21E020008和LY21B030006）、寧波市2025重大專項（2020Z107）等的支持。
來源：中國科學院寧波材料技術與工程研究所網站 2023.2.16