当晶体结构变成超级催化剂

Bessy II的实验表明,在电解过程中,结构分解成超薄镍片,将活性催化中心暴露于电解质。可以通过水的电解产生氢。当此过程的电力来自可再生能源时,所产生的氢是碳中性的。这种“绿色”氢被认为是钥匙[...]

来源:SciTechDaily
科学家发现,一类独特的晶体材料在电解过程中会发生意想不到的转变,从而释放出卓越的催化性能。这种令人惊讶的行为可能在推进清洁能源技术方面发挥关键作用。 (艺术家的概念。)来源:Stock Image

BESSY II 的实验表明,在电解过程中,结构分解成超薄镍片,将活性催化中心暴露在电解液中。

氢气可以通过电解水产生。当这个过程的电力来自可再生能源时,产生的氢气是碳中性的。这种“绿色”氢被认为是未来能源系统的关键组成部分,也需要大量作为化学工业的原材料。

电解依赖于两个主要反应:阴极析氢和阳极析氧 (OER)。然而,析氧反应往往会减慢整个过程。为了加速氢气生产,研究人员必须为 OER 步骤开发更高效、更耐用的催化剂。

Ba8Ni6Ge40 由镍(灰色)和锗(紫色)制成的多面体笼组成,每个笼中含有一个钡原子。图片来源:杨宏源/HZB/TUB

笼形结构,由笼子构成的结构

目前,镍基化合物被认为是碱性析氧反应中有效且经济的催化剂。这是 Prashanth Menezes 博士和他的团队关注的焦点。

“活性镍中心和电解质之间的接触对于催化剂的效率起着至关重要的作用,”梅内塞斯解释道。在传统的镍化合物中,该接触表面相对有限。 “因此,我们想测试来自被称为包合物的迷人材料类别的含镍样品是否可以用作催化剂,”他说。

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大学和 BESSY II 的实验

从笼子到海绵

应用化学国际版 DOI:10.1002/ani.202424743 谷歌 发现 新闻