高校强强联合 新策略制备出*钴基析氧催化材料

氢能是一种清洁、高效的能源载体，在交通、工业、建筑和发电等领域都有着广泛的应用，并逐步成为全球能源转型发展的重要载体，受到高度重视。上海自动化仪表三厂而氢能的发展很大程度上依赖制氢技术的发展，避免制氢过程中对环境造成二次污染，是该领域的一个重要课题。尤其是利用可再生能源(如风电、光伏)电解水制取的“绿氢”实现全周期零碳排放的制氢策略，是现阶段绿氢发展的一个核心方向。

 上海自动化仪表三厂 质子交换膜电解水技术简称PEM，是现阶段氢气制备的一个核心技术。与碱性电解水制氢技术不同，该技术利用质子交换膜作为固体电解质替代了碱性电解槽使用的隔膜和液态电解质，只需使用纯水作为电解水制氢的原料，因此制氢过程中无需担心产生碱液污染和腐蚀问题。与此同时，PEM电解水制氢技术还具备电流密度大、氢气纯度高、响应速度快等优点。

  酸性析氧反应是PEM电解水制氢的阳极核心反应，目前主要依赖二氧化铱和二氧化钌等贵金属催化剂或是尖晶石结构四氧化三钴等非贵金属催化剂来实现。然而目前工业上性能较可靠的铱、钌储量少，贵金属催化剂的使用成本过于高昂；非贵金属催化剂易发生溶解、团聚或晶格氧流失，并且受限于晶体结构，整体催化效率不理想，无法满足实际催化需求。

  而近日，厦门大学与苏州大学合作，在该问题上获得了重要突破。据悉，厦门大学化工学黄小青教授与苏州大学邵琪教授合作，提出了一种有别于传统尖晶石结构的全新设计策略，制备出*钴基析氧催化材料，大幅提升了酸性水电解阳极催化剂的活性和稳定性。

  团队提出“消除惰性位点，构建全八面体活性位点”的设计构想，采用真空介导的熔碱力化学合成法，制备出*三方相二维层状四氧化三钴。这种*材料由3个紧密堆叠的子层构成，在每个子层中，八面体通过共享边的方式连接，能够有效优化反应中间体的吸附，并显著抑制钴的溶解，从而大幅提升催化剂的活性和稳定性。

  上海自动化仪表有限公司值得一提的是，该策略为开发下一代高质子交换膜水电解阳极催化剂提供了重要的材料范式，随着技术的进一步推进，或许会成为该领域的一个重要突破口。目前相关的成果已经发表在学术期刊《自然》上，上海自动化仪表有限公司感兴趣的读者可以查阅学。