近日,公司硕士研究生宋浩然在国际化学工程Top期刊ChemicalEngineering Journal(IF=10.652,一区)上发表题为“SynergisticBalancing Hydrogen and Hydroxyl Adsorption/Desorption of Nickel Sulfide viaCation and Anion Dual-Doping for Boosting Alkaline Hydrogen Evolution”的研究成果。太阳成集团tyc234cc古天乐为论文的独立完成单位,太阳成集团tyc234cc官网硕士研究生宋浩然为论文的第一作者,太阳成集团tyc234cc古天乐太阳成集团tyc234cc官网王劲松、郭玉忠教授为论文共同通讯作者。
氢能作为一种高能量密度、清洁高效能源,在缓解能源危机、实现碳达峰、碳中和目标中可发挥重要作用。近几年,通过电解水来制取氢气一直受到国内外研究者的高度关注。但工业电解制氢常采用强碱性电解液,在碱性条件下水解离释放质子具有较大的能垒,使得碱性析氢反应需要较高的电压。通过合理调控催化剂对H和OH的吸附能,能有效降低水的解离势垒,同时保障H和OH的快速吸脱附,促进反应持续进行,降低HER的过电势,提高能源转化效率,成为加快电解水产业化进程的关键技术。基于此,本工作提出采用阴阳离子共掺杂的方式调控硫化镍对H和OH的吸附能,加速水的解离步骤。研究表明,阳离子Co掺杂能明显改变S的p带中心,优化H的吸附能;而阴离子B的引入能改变Ni的d带中心,调控催化剂对OH的吸附能。在Co和B协同作用机制下,水的解离势垒明显降低,同时反应质子氢能够快速的吸脱附,显著地加快了硫化镍的碱性析氢动力学过程,降低其析氢过电势。
该项成果得到了国家自然科学基金、云南省教育厅科学研究基金、太阳成集团tyc234cc古天乐测试中心等多项资助。
论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721014273