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碳化氧钼用于高效催化水裂解析氢

作者:钨钼云商  发布时间:2023-01-05  点击量:712


近期,四川大学与电子科技大学共同设计出了一种负载在碳化氧钼(MoOC)上的铑(Rh)团簇,用于高效催化水裂解析氢,以解决现有电催化剂生产成本高和供应短缺的问题。

MoOC中O调控的电子微环境的示意图,四川大学

电解水制氢是一种高效、清洁的制氢技术,是最有潜力的大规模制氢技术之一,工作原理是水分子在直流电的作用下被解离生成氧气和氢气,分别从电解槽阳极和阴极析出,则阳极反应称为析氧反应(OER),阴极反应称为析氢反应(HER)。电解水制氢技术的特点是工艺简单,原料易得,环保,氢气纯度高(~99.9%)等。

然而,在电解水制氢过程中需要一种高效的HER催化剂来克服水电解的高过电位。目前,常用的HER催化剂为贵金属材料,如铂(Pt)、钯(Pd)、铱(Ir)和铑等,它们由于电子结构独特,而对氢离子中间体有适当的吸附能。然而,贵金属由于成本较高和稀缺性,而导致实际应用受到较大限制。

有鉴于此,研究者就制备出了一种负载在MoOC上的Rh团簇,有助于在酸性和碱性条件下的析氢反应。研究表明,MoOC中存在明显的从Rh向MoOC载体的电子转移现象,导致Rh位点的缺电子构型,优化了氢结合能,从而增强了其固有的催化析氢活性和稳定性。当H2O分子吸附到Rh周围时,氢氧根离子吸附在缺电子的Rh位点,而氢离子更容易沿着MoOC中的C吸附,这种独特的构型,更有利于水的解离。

Rh对H2O的解离促进作用图,四川大学

相关研究成果已以“MolybdenumOxycarbideSupportedRh-ClusterswithModulatedInterstitialC–OMicroenvironmentsforPromotingHydrogenEvolution”为题发表在国际知名期刊Small上。

关键字:碳化钼、钼催化剂钼前沿钼先进技术钼科技钼应用

来源:科技学术派

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