近期，化學(xué)學(xué)院李程鵬研究員課題組在Nature Communications上發(fā)表論文“Bixbyite-type Ln2O3 as promoters of metallic Ni for alkaline electrocatalytic hydrogen evolution”，該論文揭示了方鐵錳礦型鑭系金屬氧化物可以顯著地提高金屬鎳的堿性析氫催化活性和穩(wěn)定性。
這項工作開發(fā)了一系列新的水分解促進劑，即方鐵錳礦型鑭系金屬氧化物（Ln2O3），并通過選擇性高溫還原的方法將其植入金屬Ni中，從而得到高效的Ni/Ln2O3復(fù)合析氫電催化劑。篩選出的Ni/Yb2O3催化劑對堿性析氫展現(xiàn)出低過電位（20.0?mV，10?mA?cm-2）、低 Tafel 斜率（44.6?mV dec-1）和優(yōu)異的大電流密度穩(wěn)定性（360?h，500?mA?cm-2），優(yōu)于金屬鎳和商業(yè)Pt/C催化劑。Ni/Yb2O3顯著的析氫活性和穩(wěn)定性主要由于以下原因：具有高親氧性和熱力學(xué)穩(wěn)定性的Yb2O3促進劑可以大大增加金屬Ni的催化活性位點的密度，降低水其離解能壘，優(yōu)化氫吸附自由能，同時可以緩解鎳在析氫過程中的氧化腐蝕。更重要的是，Ln2O3促進水解離的能力并不局限于堿性析氫反應(yīng)，也有望用于促進其他涉及水解離的電催化反應(yīng)，具有重要研究意義。
本研究由天津師范大學(xué)和鄭州輕工業(yè)大學(xué)的科研人員合作完成，化學(xué)學(xué)院教師孫洪明博士為第一作者，李程鵬研究員和杜淼教授為通訊作者，本研究得到了國家自然科學(xué)基金項目（52101268）和天津市教委項目（2019KJ088）資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-31561-4
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