发布时间：2025-01-20 20:44 热度：
国自然基金委：我国学者在电催化制氢领域取得突破 集群智慧云科服（www.jiqunzhihui.org.cn） 国自然基金委：我国学者在电催化制氢领域取得突破，近日，自然科学基金委官方发布消息称，我国学者在电催化制氢领域取得突破，据悉，在国家自然科学基金项目(批准号：)等资助下，香港城市大学深圳研究院张华教授课题组的相关研究取得了突破。研究成果课题论文于年月日在《自然》(Nature)杂志上发表。下面小编为您转发相应内容。 我国学者在电催化制氢领域取得突破 图 单原子级分散的Pt/T′相二硫化钼(s-Pt/T′-MoS)的结构以及电催化析氢性能表征。(a-c)s-Pt/T′-MoS的透射电子显微镜图像(a)、能量色散X射线谱元素分布图像(b)和扫描透射电子显微镜高角环形暗场像(c)。(d,e)s-Pt/T′-MoS和商用HiSPEC Pt/C催化剂按照几何面积归一化的电流密度(d)和按照Pt质量归一化的电流密度(e)。(f)s-Pt/T′-MoS和商用HiSPEC Pt/C催化剂在− mV过电位下的质量活性及其与文献报道催化剂的对比。(g)在指数坐标下，s-Pt/T′-MoS在个不同浮动电极(E, E, E)上按照Pt质量归一化的电流密度以及拟合结果。(h)在指数坐标下，商用HiSPEC Pt/C催化剂在个不同浮动电极(E, E, E)上按照Pt质量归一化的电流密度以及拟合结果。(i)s-Pt/T′-MoS和商用HiSPEC Pt/C催化剂按照Pt质量归一化的交换电流密度及其与文献报道催化剂的对比。注：图(f)和(i)中的参考文献编号为原文中的参考文献编号。Copyright © Springer Nature. 在国家自然科学基金项目(批准号：)等资助下，香港城市大学深圳研究院张华教授课题组制备了具有高纯度T′相的过渡金属二硫化物(Transition Metal Dichalcogenide, TMD)纳米片载体，研究了贵金属Pt在TMD载体上的晶相依赖生长规律。该课题组制备出的T′-TMD基Pt电催化剂具有优异的电催化析氢活性，高于之前报道的Pt基催化剂，并表现出优异的电催化水分解性能，具有极大的工业化应用潜力。研究成果以“铂在二硫化钼上的晶相依赖生长以实现高效产氢(Phase-dependent growth of Pt on MoS for highly efficient H evolution)”为题，于年月日在《自然》(Nature)杂志上发表。论文链接：httpswww.nature.com/articles/s。 氢气是一种理想的可再生能源载体，电催化析氢反应能够清洁、高效地制备氢气，是未来制备绿氢的重要方式，并有助于国家实现碳达峰、碳中和的目标。合理设计并制备合适的载体是开发高效稳定的催化剂、实现电催化析氢大规模应用的关键。非常规T′相TMD纳米片因其良好的导电性以及电催化活性，具备作为理想催化剂载体的潜力。然而，制备高纯度、高质量的T′相TMD纳米片长久以来都存在挑战;此外，利用非常规相TMD纳米片载体的晶相调控其它材料生长的研究，目前仍处于摸索阶段。 针对以上两个难题，他们首先开发了一种制备高纯T′-TMD纳米片的新方法，该方法可制备出厚度均匀(± nm)、横向尺寸为微米尺度的T′-MoS纳米片。作为对比样，他们还制备了厚度、尺寸相似的 H-MoS纳米片。在此基础上，通过光化学还原方法，他们在上述不同晶相的MoS纳米片上生长了Pt。研究结果表明，使用H-MoS作为载体，有助于Pt纳米颗粒的外延生长;而使用T′-MoS作为载体，则能够使Pt维持单原子级(s-Pt)分散，其中Pt载量高达 wt%(图(a)-(c))。上述结果表明，载体的晶相是控制其它材料在其表面上生长的关键因素。 随后，该研究使用浮动电极(floating electrode)技术测试了所制备单原子级分散的Pt/T′相二硫化钼(s-Pt/T′-MoS)材料的电催化析氢活性。研究结果表明，s-Pt/T′-MoS催化剂具有超过商用Pt/C催化剂的面积活性与质量活性(图(d)，(e))。在− mV过电位下，s-Pt/T′-MoS催化剂的质量活性(± A mgPt−)超过了之前所报道的Pt基催化剂(图(f))。结合实验与理论模拟数据，他们发现s-Pt/T′-MoS催化剂表现出极高的交换电流密度( A mgPt−，按照Pt质量归一化，如图(g)-(i))。理论计算结果表明，s-Pt/T′-MoS催化剂中吸附在钼(Mo)原子上的Pt原子具有接近于的氢吸附自由能，解释了该催化剂具有优异电催化析氢活性的成因。初步的探索实验表明，该催化剂能够在质子交换膜水电解槽中稳定工作小时，展现出良好的工业化应用前景。 综上所述，该研究开发了一种制备T′-TMD纳米片的新方法，详细探讨了贵金属在T′-TMD和H-TMD纳米片载体上的晶相依赖生长规律，并由此开发了一种高效、稳定的电催化析氢催化剂。该研究成果扩展了纳米材料相工程(Phase Engineering of Nanomaterials, PEN)这一研究领域，推动了高效、稳定催化剂的设计与开发，为清洁能源技术的快速发展开辟了新途径。 国家自然科学基金标书写作的重中之重有哪些？ 国家自然科学基金登录管理系统网址、使用教程 国自然基金
