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新策略制備出酸性水電解高效催化劑

2026年08月04日09:48 | 來源:科技日報222
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8月3日,記者從廈門大學獲悉,該校化學化工學院黃小青教授與蘇州大學邵琪教授合作,提出了一種有別於傳統尖晶石結構的全新設計策略,制備出新型鈷基析氧催化材料,大幅提升了酸性水電解陽極催化劑的活性和穩定性。相關成果發表在學術期刊《自然》上。

傳統尖晶石結構四氧化三鈷是酸性析氧反應的代表性非貴金屬催化劑,但其晶體結構中,僅八面體位點為催化活性中心,而四面體位點呈現催化惰性,限制了整體催化效率。研究團隊提出“消除惰性位點,構建全八面體活性位點”的設計構想,採用真空介導的熔鹼力化學合成法,成功制備出新型三方相二維層狀四氧化三鈷。該材料由3個緊密堆疊的子層構成,在每個子層中,八面體通過共享邊的方式連接,形成獨特結構。

機理研究表明,這種邊共享八面體配位的二維層狀結構,能有效優化反應中間體的吸附,並顯著抑制鈷的溶解,從而大幅提升催化劑的活性和穩定性。該研究打破了尖晶石結構四氧化三鈷的結構局限,通過惰性位點消除、活性位點構建及混合價態精准調控,為開發下一代高性價比質子交換膜水電解陽極催化劑提供了重要的材料范式。(記者符曉波)

(責編:李依環、李昉)

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