高效非贵金属析氢电催化研究获进展

复旦大学材料科学系吴仁兵、方方教授团队在高效非贵金属析氢电催化剂方面获新进展，相关研究成果近日发表于《先进材料》。

氢能作为一种原料丰富、燃烧值高、零污染的清洁能源，被科学家和大众寄予了很高的期望。要想发展氢能技术，不可或缺的一步就是把水通过电化学反应转换成氢气，但析氢反应所需过电位较高，需要加入催化剂降低过电位，提高反应速率。

该团队创造性地制备出零维钴纳米粒子、一维氮掺杂碳纳米管和二维石墨烯耦合而成的分级复合结构体系，以解决过渡金属如铁、钴、镍纳米颗粒对氢原子的吸附较强而不容易脱附、颗粒易团聚、比表面积低、在电解液的操作环境下不稳定等问题，取得了催化活性和稳定性与贵金属铂相接近的研究成果。

该体系具备高导电率、丰富的孔隙率、钴纳米颗粒高分散性及充分暴露的活性位点(钴-氮-碳)，使其作为析氢反应电催化剂时，在酸、碱电解液中的析氢催化活性已接近贵金属铂基催化剂。

专家表示，析氢反应电催化剂研究的突破，既对电解水制氢技术的优化产生了重要推动，也为低成本条件下规模提取更高纯度的氢气提供了可能性。