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我校教师在材料化学领域国际著名期刊《Journal of Colloid and Interface Science》发表Co3O4@NiCu电催化析氢最新研究成果

发布日期:2023-04-10 发布单位:党委宣传部  新闻作者:马洋洋 点击量:

2023年4月,材料化学领域国际著名期刊《Journal of Colloid and Interface Science》发表以我校为第一完成单位、第一通讯单位,化学与环境工程学院马爽博士为第一作者的研究成果“NiCu alloys anchored Co3O4nanowire arrays as efficient hydrogen evolution electrocatalysts in alkaline and neutral media”。我校创新创业学院杨佩瑛老师等对该论文的研究做出了重要贡献。我校李湘黔博士为该研究成果的通讯作者。

伴随着石油资源的日渐枯竭和日益严峻的全球环境问题,亟需发展清洁环保的可再生能源替代品。其中,氢能因绿色、可再生及高的能量密度,被认为是21世纪最有发展潜力的新能源。在所有制备技术中,电解水制氢最具发展前景,但因高能耗严重限制了其产业化应用。因此,合理设计高活性和低成本催化剂成为提升电解水效率的关键。

基于此,该团队通过采用水热电沉积法制备了具有大量活性位点的Co3O4@NiCu材料。研究表明,NiCu合金的引入改变了Co3O4的固有电子结构,大大增加了活性位点的暴露量,增强了内源电催化活性。Co3O4@NiCu在碱性和中性介质中,在10 mA cm-2电流密度下,分别表现出20和73 mV的过电位,与商业铂碳催化剂相当。密度泛函理论(DFT)计算表明,Co3O4@NiCu优异的析氢反应(HER)活性来自于接近于零的ΔGH*值和适当的水吸附能。此外,富电子Cu位对氢的吸附被有效减弱,从而对HER具有较强的催化活性。本研究提出了在碱性和中性介质中制备高效HER电催化剂的实用策略。这为从电解水中高效产氢的催化剂设计提供了一个创造性的概念。该研究相关工作得到了平顶山学院博士启动基金的资助。

性能测试图示

《Journal of Colloid and Interface Science》创刊于1966年,由Elsevier出版社出版。作为一本材料化学领域的老牌国际期刊,主要发表关于胶体和界面科学基本原理的原创研究成果,以及这些在先进材料、纳米医学、能源、环境技术、催化和相关领域的概念上的新颖应用。《Journal of Colloid and Interface Science》是中科院一区Top期刊,最新影响因子为9.965。

本论文链接:https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.03.175

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