‎通过氧阴离子调整镍位点的配位环境以优化甲醇电氧化活性‎

据中科院官网报道，近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员王家成团队前期研究发现磷酸根阴离子可有效调控镍位点的电子结构，增强镍氧共价性，提升其析氧活性（Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 60, 3773-3780；VIP）。在此基础上，该团队首次提出了含氧阴离子调控镍基电催化剂配位环境的设计理念，揭示了含氧阴离子在甲醇氧化反应中的不同作用机制。该工作通过对镍基类金属（NiPx、NiSx和NiSex）进行阳极电化学氧化，原位构建具有不同含氧阴离子配位的无定形羟基氧化镍（NiOOH-TOx）。研究表明，NiOOH-POx显示出最优的局部配位环境，提高了Ni位点对甲醇选择性氧化成甲酸盐的电催化活性。实验和理论计算结果表明，NiOOH-POx具有最优的OH*和甲醇吸附能力，含氧阴离子POx优化了Ni位点的d带中心，有效提升了电催化活性。该研究为通过含氧阴离子调节活性中心配位环境以促进有机分子电转化提供了新观点。 相关研究成果以Coordination environment tuning of nickel sites by oxyanions to optimize methanol electro-oxidation activity发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上。

静电自组装结合微波水热策略构筑1D/1D碳纤维/晶化氮化碳异质结及增强的光催化制氢性能

据湖北师范大学报导，近日，化学化工学院王国宏教授课题组在光催化分解水制氢领域再获重要研究进展，研究成果以“Electrostatic self-assembly combined with microwave hydrothermal strategy: construction of 1D/1D carbon nanofibers/crystalline g-C3N4 heterojunction for boosting photocatalytic hydrogen production”（静电自组装结合微波水热策略构筑1D/1D碳纤维/晶化氮化碳异质结及增强的光催化制氢性能）”为题发表于国际著名期刊《纳米能源》（Nano Energy, 2022, 99, 107432）。王国宏教授课题组利用碳纤维良好的电荷传输性能，通过静电诱导自组装结合微波水热策略快速制备了1D/1D碳纤维/晶化氮化碳异质结。光催化结果表明，碳纤维超细的一维结构有效地将晶化氮化碳的光生电子转移到助催化剂Pt的表面，将水中的质子还原生成氢气，光催化制氢性能得到大大增强。本工作提出的静电诱导自组装结合微波水热策略对其它光催化剂的改性研究具有指导意义，为发展新型高效的分解水制氢光催化剂及应用技术提供了新思路。

新型纳微通道结构固体氧化物电解池实现5 A cm-2以上超高电流密度电解制氢

近日，清华大学于波课题组在国际能源期刊Advanced Energy Materials上发表了题为“A Novel Solid Oxide Electrolysis Cell with Micro-/nano Channel Anode for Electrolysis at Ultra-high Current Density over 5 A cm-2”的研究论文。研究人员成功制备出一种新型纳微通道结构固体氧化物电解池，并实现了在高温、超高电流密度苛刻条件下的稳定运行。经由扫描电镜（SEM）、高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、纳米三维计算机断层扫描（nano-CT）等测试手段表征后，研究人员发现，该电解池的纳微通道阳极具有高度定向的孔道（曲折因子~1）、极高的孔隙率（~58%）以及超高的孔道连通性（连通孔所占的比例为99%）。结合X射线光电子能谱（XPS）、COMSOL数值仿真等手段进行机理分析，研究人员发现，上述结构特征有助于纳微通道阳极实现快速的氧气生成和扩散动力学。电化学性能测试结果表明，该纳微通道结构SOEC具有极高的电化学活性（800 ℃下极化阻抗仅为0.135 Ω cm2），在1.3 V的电解电位下，电流密度即可达到5.96 A cm-2，对应的产氢速率高达2.5 L h−1 cm−2。这是目前报道中SOEC高温电解制氢所能达到的最大稳定运行电流密度。未来，该新型纳微通道结构固体氧化物电解池有望实现大规模的电解制氢工业化应用。

来源：材料人