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自组装钴配合物低过电位、高效催化电解水产氢

时间:2013年12月16日 00:00来源: 作者: 点击:

 

与直接光驱动非贵金属体系催化水裂解产氢相比,利用可再生能源发电,非贵金属催化剂催化电解水产氢更加具有近期应用前景。虽然近年来文献报道了很多基于非贵金属的电解水产氢催化剂,但是大多数催化剂只能在有机溶液或有机/水混合溶液中工作。能够在完全的水相中催化产氢的非贵金属催化剂还十分有限,并且大多在酸性水溶液中才具有催化性能。精细化工国家重点实验室孙立成教授研究组的王梅教授在前期研究工作的基础上(Energy Environ. Sci., 2012, 5, 67636778Chem. Commun. 2013, 49, 94559457),深入研究了具有多羟基P4N2配体的钴、铁配合物在中性缓冲液中以及在海水中的电解水产氢催化性能,发现在中性磷酸缓冲溶液或海水中钴配合物都表现出出色的电化学催化水还原产氢性能,在低过电位下仍能够保持高催化活性。钴配合物在中性磷酸缓冲液中1.0 V电压下电解水20 小时,全程催化速率保持在1470 mol H2 (mol cat)−1 h−1 (cm2 Hg)−1,没有明显失活。这类钴催化剂的另一个优点是能够用廉价的无机盐通过自组装反应得到。这些研究结果表明通过合理设计分子催化剂的结构,可望得到基于非贵金属的高效电解水分子催化剂,替代贵金属铂催化剂,用于水还原产氢。相关研究结果发表在Energy Environ. Sci., 2014, 7, 329–334.
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