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半晶催化剂平衡电解制氢的活性和稳定性
通过水电解生产清洁氢气是实现零排放和可持续能源技术的一条有前途的途径。然而，其效率仍然受到动力学缓慢的析氧反应（OER）的限制。该反应需要高势能输入，并在高氧化条件下进行，这通常迫使催化活性和长期稳定性之间进行权衡。
来源:英国物理学家网首页通过水电解生产清洁氢气是实现零排放和可持续能源技术的一条有前途的途径。然而，其效率仍然受到动力学缓慢的析氧反应（OER）的限制。该反应需要高势能输入，并在高氧化条件下进行，这通常迫使催化活性和长期稳定性之间进行权衡。
在我们最近发表在《ACS Applied Energy Materials》杂志上的工作中，我们试图探索是否可以通过催化剂设计来解决这一长期存在的限制，而不是依赖稀有的贵金属（铱或钌）或复杂的纳米结构策略。
在这项研究中，我们重点关注镍钴钨酸盐，这种氧化物材料在碱性 OER 方面的探索相对较少。我们没有追求完全结晶或完全非晶相，而是故意设计了半结晶固溶体结构。这种中间结构状态被证明是至关重要的，因为它结合了结晶相的结构鲁棒性和通常与无序非晶相相关的高密度活性位点。
通过将镍部分替换到钨酸钴晶格中，我们能够系统地调整电子结构和孔隙率。碱性电解质中的电化学测量表明，这种混合金属半结晶催化剂可增强 OER 活性，同时在长期测试中保持强大的操作稳定性。
重要的是，性能提升不仅仅由表面积驱动，而是由改进的电荷转移特性和催化剂表面更有利的反应能量驱动。
这个故事是 Science X Dialog 的一部分，研究人员可以在其中报告他们发表的研究文章中的发现。访问此页面了解有关 Science X Dialog 以及如何参与的信息。