記者今天從華東理工大學(xué)獲悉，該校材料學(xué)院楊化桂教授和化學(xué)學(xué)院王海豐副教授的一項研究成果在國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然—通訊》上在線發(fā)表，該研究成果首次提出了以一種新型共催化劑材料——一氧化鉑團(tuán)簇來控制氫氣反應(yīng)方向，這一發(fā)現(xiàn)將對太陽能光解水制氫領(lǐng)域及相關(guān)清潔能源領(lǐng)域產(chǎn)生積極的影響。
氫能作為一種清潔能源，具備熱值高，不污染環(huán)境，可直接實現(xiàn)從化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)換等優(yōu)點。以水為原料、太陽能作為能量來源的太陽能光分解水制氫，是目前各國科學(xué)家共同關(guān)心的研究領(lǐng)域，因為大規(guī)模光解水制氫將在緩解或解決全球能源和環(huán)境問題方面具有潛在的應(yīng)用。在太陽能光解水制備氫氣領(lǐng)域中，金屬鉑一直被視為最有效的共催化劑之一，不過，它同樣也會高效催化氫氣的氧化反應(yīng)，這就限制了催化劑光能轉(zhuǎn)換效率的提升。因此，如何有效地抑制氫氣氧化反應(yīng)，同時維持高效的太陽能光解水制氫性能，是清潔能源領(lǐng)域的一大挑戰(zhàn)。
楊化桂課題組首先使用高分子配體作為價態(tài)控制劑，將鉑的前驅(qū)體還原為一氧化鉑并負(fù)載在基底光催化劑材料表面。隨后，他們對其微觀結(jié)構(gòu)和原子鍵合等信息進(jìn)行表征與分析，再結(jié)合氫氣氧化反應(yīng)和光解水制氫等相關(guān)性能檢測，最終在國際上首次發(fā)現(xiàn)這一既能有效抑制氫氣氧化過程、又能高效穩(wěn)定地催化氫氣釋放的新型共催化劑材料，并成功闡明了其單向抑制氫氣氧化過程的作用機(jī)理。
多位太陽能光解水領(lǐng)域的專家均對這項原創(chuàng)性工作給予了高度評價，認(rèn)為該項工作為進(jìn)一步提升高效催化劑的光解水性能提供了可能性，有望對太陽能光解水制氫的實際應(yīng)用產(chǎn)生影響。