近期，武漢理工大學(xué)木士春教授課題組制備出了一種寬pH范圍內(nèi)高效的雙功能全水解催化劑——釕與氧化鉬復(fù)合材料Ru@MoO(S)3。其在堿性和酸性條件下均表現(xiàn)出優(yōu)異且?guī)缀跸嗤娜庑阅埽M(jìn)而有效彌補(bǔ)了現(xiàn)有電催化劑的不足，即在酸性和高氧化環(huán)境中不穩(wěn)定，且應(yīng)用單一。
圖源：Shichun Mu/sciencedirect
隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)峻和能源緊缺問題的加劇，可再生能源的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)化技術(shù)成為了近年來的研究重點(diǎn)。氫能憑借高的能量密度，清潔環(huán)保以及儲(chǔ)存形式多樣化等優(yōu)點(diǎn)被認(rèn)為是理想的能量載體。在已有的制氫方法中，電解水產(chǎn)氫表現(xiàn)出了極大的潛能，尤其是結(jié)合太陽能、風(fēng)能等新能源作為中間過渡能源轉(zhuǎn)化電能供給于電解水裝置。
然而，水電解過程中在陰極上發(fā)生的析氫反應(yīng)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)較慢，導(dǎo)致在電解水析氫反應(yīng)的過程中需要較高的過電勢(shì)。因此，在電催化領(lǐng)域亟需開發(fā)具有高催化活性和高化學(xué)穩(wěn)定性的電催化劑。
有鑒于此，木士春教授課題組設(shè)計(jì)出了一種新型的氧化鉬復(fù)合材料，即Ru@MoO(S)3。與商業(yè)化的電催化劑如鉑和氧化釕等相比，Ru@MoO(S)3具有更快的析氫和析氧反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及更高的穩(wěn)定性，主要是歸因于該催化劑具有的納米膠囊結(jié)構(gòu)，內(nèi)部為Ru，外部為S調(diào)制的MoO3（MoO(S)3）。
Ru@MoO(S)3的制備方法是采用水包油法，即先制備具有褶皺表面的單分散球形鉬基前驅(qū)體，再經(jīng)過載釕以及后續(xù)的高溫退火即可獲得所需要的產(chǎn)品。
