近日，我校工學(xué)院材料科學(xué)與工程系陳光良教授（通訊作者）團(tuán)隊(duì)以我校為第一單位在化工領(lǐng)域國際著名期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一區(qū)TOP，IF：13.3）上，發(fā)表題為“ Designing persimmon-liked FeOOH-(CrCo)Ox on the plasma-treated cobalt foam for a highly efficient oxygen evolution in an alkaline-seawater electrolyte”的研究文章。

　　面對(duì)日益嚴(yán)峻的環(huán)境挑戰(zhàn)和能源短缺，過剩綠色電能電解堿水制氫在未來可再生能源發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。然而，電解水的一個(gè)主要挑戰(zhàn)是需要大量高純水作為原料，這受限于當(dāng)前水資源分配不均和供應(yīng)短缺問題。相比之下，地球上96.5%的水儲(chǔ)量為海水，海水不僅是一種幾乎取之不盡的資源，同時(shí)也是天然的電解質(zhì)。但是，由于海水成分復(fù)雜，直接電解海水較為困難。這是因?yàn)樵诤Ｋ娊庖褐校枠O存在析氧反應(yīng)（OER）和析氯反應(yīng)（ClER）電化學(xué)競爭，而ClER具有更快的動(dòng)力學(xué)，抑制了OER。為了達(dá)到堿性或酸性電解槽中相同的電流密度，需要更大的過電位，這會(huì)導(dǎo)致氯氧化和電極腐蝕，降低電解系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，開發(fā)出具有較低過電位和優(yōu)異抗腐蝕性能的電催化劑尤其重要。

　　為了解決上述難題，陳光良教授團(tuán)隊(duì)提出了一種在鈷泡沫上摻雜硬路易斯酸鉻并結(jié)合等離子體處理的新方法，以提升堿性天然海水電解條件下的電催化活性和穩(wěn)定性。該方法首先利用介質(zhì)阻擋放電（DBD）等離子體對(duì)鈷泡沫（CF）進(jìn)行表面改性，產(chǎn)生微納米級(jí)別的缺陷；隨后，在經(jīng)過等離子體處理的鈷泡沫（PCF）上原位誘導(dǎo)生成柿狀的鉻摻雜羥基氧化鐵-氧化鈷混合相(FeOOH-CoO)金屬氧化物，并通過電化學(xué)重構(gòu)將非晶態(tài)Cr轉(zhuǎn)化為晶態(tài)，形成高價(jià)氧化鉻(CrO3)。結(jié)果表明得到的FeOOH-(CrCo)Ox/PCF催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的OER性能，在1M KOH中僅需要348mV就能產(chǎn)生1000 mA cm - 2，在堿性天然海水中僅需要306mV就能產(chǎn)生100 mA cm - 2，并且在工業(yè)操作條件下具有250小時(shí)的優(yōu)異耐久性。該合成方法成本低、簡單、所得到的催化劑性能良好，不僅為利用豐富的海水資源進(jìn)行大規(guī)模制氫提供了一種高效而穩(wěn)定的催化劑，而且為高性能OER催化劑的設(shè)計(jì)提供了一種新策略。

　　論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894724085899?dgcid=author

　　通訊員：姚玲虹