4月1日，中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所官網(wǎng)消息顯示，催化基礎(chǔ)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、太陽能研究部韓洪憲研究員、李燦院士團(tuán)隊(duì)與日本理化學(xué)研究所（RIKEN）Ryuhei Nakamura教授研究團(tuán)隊(duì)合作，在酸性條件下非貴金屬電催化分解水研究方面取得新進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在《德國應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem.Int.Ed.）上。
將太陽能轉(zhuǎn)化為俗稱“液態(tài)陽光”的“太陽能燃料”，是應(yīng)對未來化石燃料枯竭和氣候變化的重要可再生能源策略。近年來，太陽能等可再生能源發(fā)電逐步成為最為廉價(jià)的發(fā)電技術(shù)，利用光伏發(fā)電驅(qū)動電解水（PV－E）制氫，也被視為目前最具可行性的大規(guī)?？稍偕茉粗茪浼夹g(shù)之一。
在眾多電解水技術(shù)中，質(zhì)子交換膜（PEM）電解水技術(shù)受到廣泛關(guān)注。但在強(qiáng)酸條件下工作，該技術(shù)中大部分催化劑不穩(wěn)定，只有貴金屬IrOx能在PEM酸性環(huán)境和陽極極化條件下穩(wěn)定分解水，極大地限制了PEM電解水技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。
因此，開發(fā)能夠取代貴重金屬Ir的廉價(jià)、高效、酸性穩(wěn)定的析氧（OER）催化劑，對發(fā)展PV－PEM大規(guī)模制氫技術(shù)尤為重要。
中科院大連化物所研究團(tuán)隊(duì)中的太陽能研究部，長期從事光催化、光電催化和電催化分解水技術(shù)研發(fā)。在開發(fā)工作中，科研人員發(fā)現(xiàn)γ－MnO2在特殊電位窗口范圍內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)酸性條件下穩(wěn)定的水分解性能，并實(shí)現(xiàn)超8000小時(shí)的穩(wěn)定性測試。
合作研究團(tuán)隊(duì)利用原位光譜電化學(xué)等分析方法，系統(tǒng)地研究了γ－MnO2在酸性條件下電催化水氧化反應(yīng)的活性、穩(wěn)定性等問題，確定了γ－MnO2酸性條件下分解水的活化、水氧化反應(yīng)和腐蝕失活反應(yīng)的三種電勢相關(guān)性。
實(shí)驗(yàn)表明，控制電解水反應(yīng)在一定的OER電位窗口范圍內(nèi)進(jìn)行是γ－MnO2在酸性條件下穩(wěn)定工作的一個(gè)必要條件。這一工作為發(fā)展能夠取代IrOx的過渡金屬基的廉價(jià)、穩(wěn)定高效的OER電催化劑提供了新的思路。
目前，該工作已獲得國家自然基金委項(xiàng)目、科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃納米科技專項(xiàng)、RIKEN國際項(xiàng)目助理研究計(jì)劃（IPA）等資助。
（來源：OFweek氫能網(wǎng)）
