《二维视界》之《时点2》:谢毅院士:Ostwald ripening助力能源转化
中科大谢毅院士组便利用Ostwald ripening效应来追求OER催化剂性价比的极致。利用该效应中“大鱼吃小鱼”的效果,最终得到了具有均匀孔的纳米网结构,同时表现出了优秀的性能。...
能源与环境是与我们息息相关的话题,而二者的矛盾就目前看来似乎尖锐而不可调节,但是,它们中间有着一个神奇的平衡点——清洁能源。其中,具有高效率的电解水产氢便是公认的获取清洁能源(氢能)方法中的“佼佼者”,然而,不给力的氧析出(OER)半反应却成为了氢能源利用旗帜后面的一个巨大拖油瓶。如何通过合适的催化剂加速这个过程来达到商业级生产氢能便成为了让科学家们头疼的问题。毕竟目前好用的(RuO2和IrO2)很贵,易生产的(三维的过渡金属化合物)效果又不好。于是,一向致力于能源发展的谢毅院士组便利用着Ostwald ripening效应来追求OER催化剂性价比的极致。
提到催化剂,无非是两个关键词——活性和位点。前者基本取决于物质本身的性质,后者则很大程度上来源于结构的特点。在种类上,谢毅院士组选择了比表面积大、催化性能高且廉价的过渡金属化合物膜作为原料来解决催化活性的问题,但是表面的氧化却屏蔽了膜的活性位点。研究者们为解决这个问题而引入了缺陷和微孔,但是却由于缺陷处的位阻效应和大孔带来的结构脆化又导致了催化剂效果降低和不能长久使用的新问题。因此,一个高效的催化剂结构所具有的特征应该是:具有大量分布均匀的纳米孔结构的超薄单晶纳米层,又名纳米网。
这样一个廉价且性能突出的二维多孔材料无疑为电解水工业带来了巨大的福音,同时该工作也为未来的材料设计领域添加了浓墨重彩的一笔(具体参观路线:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201604765/full)。
参考文献:
Xie J, Zhang X, Zhang H, et al. Intralayered Ostwald ripening to ultrathin nanomesh catalyst with robust oxygen‐evolving performance. Adv. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adma.201604765.
猜你喜欢
二维视界专栏 · 开篇语
《二维视界》 之《势点1》:当“崔神”遇到哲楠女神
《二维视界》之《势点2》:漫话石墨烯"工匠"——刘忠范院士
《二维视界》之《势点3》:另辟蹊径的石墨烯大师——刘云圻院士
人物访谈:付磊教授(武汉大学)
(点击以上标题可以阅读原文)
MaterialsViewsChina
官方微信平台
聚焦材料新鲜资讯
材料大牛VS新秀访谈
MVC论文排行榜每月新鲜出炉
热爱科研的你还在等什么,快加入我们一起微互动吧!!!
微信号:materialsviews
微博:materialsviews中国
欢迎个人转发和分享,刊物或媒体如需要转载,请联系:
materialsviewschina@wiley.com
关注材料科学前沿,请长按识别二维码
点击左下角“阅读原文”,了解详情
关注 MaterialsViews
微信扫一扫关注公众号