新闻资讯
友情链接
>
新闻资讯
昆明理工大学胡觉教授团队在AFM上发表研究成果
信息来源:宣传部   发布时间:[2020-01-02]

12月27日,昆明理工大学理学院胡觉教授团队在材料类顶级期刊Advanced Functional Materials上在线发表了题为“Kinetic-oriented construction of MoS2synergistic interface to boost pH-universal hydrogen evolution”的研究论文,昆明理工大学为论文第一完成单位。

能源、环境和气候是人类社会可持续发展的最主要问题。从化石燃料逐步向可持续发展的无污染非化石能源转变是发展的必然趋势。氢是理想的清洁能源之一,也是重要的化工原料,电解水制氢是实现工业化、廉价制氢的重要手段。已有的研究证明碱性介质中的析氢反应(HER)动力学比酸性介质中的HER反应动力学低两个数量级,使催化剂在碱性介质中的HER性能大大降低。有针对性地调节催化剂结构,可使其在碱性介质中的HER性能有所提高,但是其酸性介质中的HER性能却显著下降。因此,开发全pH值范围的高效析氢反应催化剂仍然是一个巨大挑战。

胡觉教授团队和北京大学深圳研究生院杨世和教授、香港理工大学黄勃龙教授、香港城市大学梁国熙教授多团队合作,利用析氢反应动力学模拟,解析MoS2基催化剂分别在碱性和酸性介质中Volmer、Heyrovsky和Tafel各步骤反应能垒,揭示析氢反应机制,并结合密度泛函理论计算设计和优化催化剂电子结构,构筑全pH值范围的高效析氢反应催化剂。研究表明,MoS2/CoNi2S4体系中钼钴镍三金属之间的电子转移和协同调节将MoS2与CoNi2S4界面的氢吸附自由能精细调变至-0.08eV,与Pt(111)面的氢吸附自由能接近(-0.09eV),同时显著降低碱性介质中析氢反应Volmer和Heyrovsky步骤能垒,从而使该催化剂在酸性和碱性介质中均表现出优异的催化析氢活性和稳定性。

胡觉教授团队长期致力于高效能源催化剂的结构精筑,开发了多种基于MoS2材料的高效酸性、碱性析氢催化剂(如Energy Environ. Sci., 2017, 10, 593;Joule, 2017, 1: 383;J. Catal., 2018, 361: 384.),可望与本研究开发的全pH值范围的高效析氢反应催化剂结合解决析氢反应遇到的实际问题,促进电解水产业发展。

据悉,该项成果得到了国家自然科学基金、云南省优秀青年基金和昆明理工大学等多项资助。《Advanced Functional Materials》是德国Wiley出版社旗下材料类顶级期刊,当前影响因子为15.621。

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201908520

                         (供稿:昆明理工大学新闻中心)