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新催化剂太阳能制氢

2019/10/15 15:37:401707

据http://fuelcellsworks.com/报道，美国国家同步辐射光源研究小组经研究得出新型太阳能水解制氢催化剂的关键结构信息，为制备理想催化材料奠定基础。

科学家对钴基薄膜催化剂越来越重视，其由电沉积钴和电解质混合水溶液制得。在这项研究中，来自哥伦比亚大学、哈佛大学和布鲁克海文实验室的研究人员利用X射线对薄膜的中程纳米结构进行深入观察，并分别研究了用磷酸盐电解质生长的负磷-氧离子（COP_i）和由硼酸盐电解质长出的负硼-氧离子（COB_i）薄膜的结构差异。

在NSLS光束线X7B下，测得COP_i和COB_i的X射线散射数据表明两者都是纳米晶体，由大小为1.5-3 nm的有序分子结构组成。除此之外，它们有明显的差异，COB_i薄膜由3-4nm的钴-氧簇整齐堆叠成三层，而COP_i薄膜则由更小的簇无序堆叠而成。

硼酸盐生长的COB_i原子层示意图（红色球代表氧，蓝色球代表钴）

结构上的差异影响薄膜的催化活性。电化学数据显示，随薄膜厚度增加，COB_i比COP_i的性能更好。COB_i薄膜的厚度的增加可以增大催化剂的有效催化表面积，并能保持薄膜的电荷传输。