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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)，Sci. Adv.！

來源：時間：2023-09-18 15:16:00 瀏覽：1184次

第一作者：Xiao-Long Zhang、Peng-Cheng Yu、Xiao-Zhi Su

通訊作者：高敏銳教授

通訊單位：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)

DOI: 10.1126/sciadv.adh2885

01

研究背景

在可再生電力的驅(qū)動下，水電解產(chǎn)出氫（H₂）燃料，為通向碳中和能源社會提供了一條優(yōu)雅的道路。然而，在酸性環(huán)境下，無鉑族金屬（PGM）材料通常表現(xiàn)出較高的化學(xué)和結(jié)構(gòu)變化傾向，甚至是組分溶解，導(dǎo)致催化性能下降。基于此，中科大高敏銳教授等人報道了S摻雜誘導(dǎo)黃鐵礦型到白鐵礦型CoSe₂的完整結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。所得到的S摻雜白鐵礦CoSe₂（M-CoSe₂）作為正極在實際的PEM電解槽中具有活性和穩(wěn)定性，突出了無PGM催化劑在商業(yè)規(guī)模水電解中的潛力。

02

文章要點

1、本文證明了S摻雜誘導(dǎo)的CoSe₂中黃鐵礦到白鐵礦的完全結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。所得M-CoSe_1.28S_0.72催化劑在酸性電解質(zhì)中表現(xiàn)出優(yōu)異的HER活性和穩(wěn)定性。此外，以該催化劑作為正極的PEM電解槽可以在1 A cm^?2下穩(wěn)定運行超過410 h，具有潛在的實際應(yīng)用價值。

2、作者設(shè)計的催化劑的高穩(wěn)定性可解釋為S摻雜誘導(dǎo)的白鐵礦中Co-Se(S)鍵的共價性更大。S摻雜誘導(dǎo)適當(dāng)?shù)卣{(diào)整了催化劑的電子結(jié)構(gòu)（即WF和隨后的PZC），從而改善了EDL中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移，并提高了催化劑的氫吸附性能。

03

圖文展示

圖1.黃鐵礦到白鐵礦的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變

圖2.光譜研究

圖3.HER的性能

圖4.電子性能

圖5.增強(qiáng)機(jī)制

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