西安交大在电解水制氢方面取得新进展

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随着传统化石能源的日益消耗，开发新能源成为全世界关注的热点。氢能因其清洁、高效、安全、可持续性等优点，被视为21世纪最有潜力的新能源。目前，工业上制氢的方式主要有电解水制氢、煤气化制氢、天然气水蒸气重整制氢等，其中电解水制氢因不直接消耗化石能源具有较大的优势。但是，目前工业上使用的电解水产氢催化剂是多以铂为代表的贵金属材料，价格昂贵且资源匮乏，因而开发低成本、高效能的电解水产氢催化剂是能源、催化和材料领域的研究热点。
近日，西安交通大学前沿院瞿永泉、马媛媛课题组与化工学院常春然课题组合作，设计并制备了一种由镍钴磷组成的三元体系催化剂，通过与石墨烯复合，表现出接近贵金属的优异电解水性能。基于以上研究成果，前沿院博士生李家源以第一作者身份在国际著名期刊Advanced Functional Materials上（2015年影响因子为11.382）发表题为“Mechanistic Insights on Ternary Ni2−xCoxP for Hydrogen Evolution and Their Hybrids with Graphene as Highly Efficient and Robust Catalysts for Overall Water Splitting”的论文。西安交通大学前沿院、化工学院为本文的通讯作者单位。

该论文除了创新性地设计、并制备出该类三元复合材料外，还通过实验与理论模拟的手段，系统研究了三元镍钴磷体系的电解水产氢的微观机理。研究表明，在真实反应条件下，当高效反应活性位点被氢毒化时，三元体系中钴掺杂的引入能够带来适当的氢吸附，以及更加温和的氢气脱附，从而使三元体系表现出更优异的电催化产氢性能。该研究结果不仅报道一种高效的电解水产氢催化剂，同时还对新型产氢催化剂的设计起到指导作用。
该项研究工作得到了国家“青年千人”项目、国家自然科学基金（21401148, 21201138, 21543005）的支持。

文章链接：

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201601420/full

来源：西安交通大学

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