?。ㄖ袊垠w技術網/劉莉)近日,復旦大學先進材料實驗室鄭耿鋒課題組在水分解催化劑上取得重要進展,提供了一種在原子層面控制半導體氧化物的氧空位摻雜結構,提高相應材料的電化學性能的通用方法。相關研究成果作為雜志的封面發表于《先進能源材料》。同時,該項工作也被Wiley雜志社的中國新聞??瘓蟮?。
據悉,電化學分解水是一種很有前景的能源利用的方法,可將光能/電能儲存在化學鍵中。其中一個關鍵問題是制備具有高比表面積、高導電性、高催化活性且廉價的水氧化的催化劑。
研究中,鄭耿鋒與復旦物理系楊中芹課題組發展了一種簡單方便的方法,以調控氧化鈷(Co3O4)的電子結構。研究人員利用水熱方法合成具有介孔結構的Co3O4納米線,并在室溫下用硼氫化鈉溶液對其進行還原,在表面制造氧空位。
由于納米線的介孔結構具有高比表面積,因此Co3O4固體與硼氫化鈉溶液存在大量液-固界面,從而獲得大量的氧空位。通過密度泛函理論計算,揭示了氧空位的存在可讓Co3O4的能帶結構中出現新的雜質態,使Co3O4中的電子變得更加離域,從而提高了其導電性和催化活性。
實驗結果顯示,對比純的Co3O4介孔納米線,還原型的Co3O4介孔納米線的水氧化電流密度呈現出大幅度的提高。在1.65 伏的可逆氫電極電勢下,還原型Co3O4的電流密度達到13.1 毫安每平方厘米,相比于未處理的Co3O4介孔納米線提高了7倍。
來源:中國科學報
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