化学通讯博客

中国科学院和西南大学的一组研究人员希望我们戒掉化石燃料的习惯。新利手机客户端他们的研究来自中国，一个使用世界年能源消耗大约四分之一的国家，化石燃料的有限特性是对能源供应安全的真正威胁。引领能源使用，在可再生能源发电和清洁能源项目投资方面，中国也处于世界领先地位。

氢被认为是化石燃料的可行替代品，因为它富含能源，比汽油或乙醇高39 kWh/kg（汽油：13 kWh/kg，乙醇：8.2 kWh/kg）燃烧时只放出水蒸气。然而,氢通常是从化石燃料中获得的，而且，只有能从可再生能源中生产能源，它才会成为世界未来能源需求的切实可行的选择。

Ru的制备_二P/还原氧化石墨烯催化剂

为此,水的分解提供了一个解决方案。在水电解槽中，氢是在阴极产生的通过氢化反应(她，2h⁺+ 2 e^{- - - - - -}- > H_二),在阳极（2h）处产生分子氧_二O-> O_二+ 4 h⁺+4e^{- - - - - -})。理论上是理想的，但要使水的分离成为可能，就需要高能源效率，这依赖于催化电极的发展来最小化驱动反应所需的过电位。目前,最先进的电催化剂使用铂，这是昂贵和罕见的。此外,铂催化剂在酸性电解质中效率最高，在碱性溶液中的反应慢2-3倍。另一方面，在碱性环境中，最好的氧进化催化剂表现更好。使用碱性电解质具有整体优势，因为它的腐蚀性较小，从而提高了电解槽的稳定性和使用寿命。

作者开发了一种HER催化剂，使用钌，在碱性和酸性条件下，过电位和电流密度均优于Pt/C。

DFT计算用于探测Ru活性催化表面的氢吸附能_二P催化剂。a）和b）计算得出的RU的前视图和侧视图_二P/还原氧化石墨烯表面。c)不同催化剂下HER的自由能图。

电催化剂由小的，均匀钌_二P纳米颗粒(~2- 4nm)均匀分布于还原氧化石墨烯薄片上。制备的催化剂（1.0 mg cm）的活性²）因为她是在酸性介质（0.5 m h）中测量的_二所以_四)和过电位，使电流密度达到- 10ma厘米²是-22 mV,优于Pt/C (- 27mv)。在碱性环境（1.0 m氢氧化钾）下，催化剂的性能得到提高。过电位为-13 mV(比Pt/C低29 mV)。在酸性和碱性溶液中测定了98%以上的高法拉第效率。此外,通过分析进一步了解催化剂的结构和组成对其活性的影响。双层电容测量提供了催化剂表面的线索，同时利用理论DFT计算研究了H-吸附能。

我们无法回避这样一个事实，即，钌也是一种稀有昂贵的金属，正因为如此，解决能源问题的钥匙可能并不在这里。然而,真正有价值的是通过研究这种高活性催化剂的结构和功能关系而获得的见解，这可以指导合理设计的催化剂的合成使用廉价和丰富的材料。

欲知详情，请阅读:

超微俄文_二石墨烯上的P纳米颗粒:酸性和碱性介质中的高效析氢反应电催化剂

婷婷,王烁,Qiuju张梁,魏华虎常李明。
化学。Commun。2018，54，334～334
多伊：10.1039/C8CC1166D型

作者简介：

Zo_Hearne是蒙特利尔麦吉尔大学化学博士生，新利手机客户端加拿大由李昭君教授指导。她来自堪培拉，澳大利亚,她在那里完成了她的本科学位。她目前的研究集中在过渡金属催化作用，在实验室之外，她是一位热情的化学导师和科学传播者。新利手机客户端新利手机客户端