9月1日消息，據(jù)國(guó)家納米科學(xué)中心官方消息，國(guó)家納米科學(xué)中心趙慎龍課題組在MOFs電極的規(guī)?；苽浼半娊馑畱?yīng)用方面取得重要突破。相關(guān)研究成果“Scalable metal?organic framework?based electrodes for efficient alkaline water electrolysis”以封面文章發(fā)表在《自然?化學(xué)工程》（Nature Chemical Engineering, 2025, DOI:10.1038/s44286-025-00262-2）期刊上。
▲圖源： 國(guó)家納米科學(xué)中心官網(wǎng)
據(jù)悉，氫氣作為一種重要的化學(xué)能源載體，憑借其高能量密度、零碳排放和高轉(zhuǎn)化效率等優(yōu)勢(shì)，被視為最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉粗?。電解水制氫是?shí)現(xiàn)“綠氫”經(jīng)濟(jì)、推動(dòng)能源清潔轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵途徑，而開(kāi)發(fā)高效、穩(wěn)定且具備規(guī)?；瘧?yīng)用前景的電解水催化劑是降低能耗與成本、突破產(chǎn)業(yè)化瓶頸的關(guān)鍵技術(shù)核心。
基于此，趙慎龍課題組前期在高效電解水及海水電極材料開(kāi)發(fā)方面取得了一系列研究進(jìn)展。
最近，趙慎龍課題組通過(guò)室溫電沉積規(guī)?；苽涔に?，實(shí)現(xiàn)了分鐘級(jí)快速合成400 cm2大尺寸MOFs電極，并將其應(yīng)用于堿性電解水體系。該電極展現(xiàn)出低至4.11 kWh Nm?3 H2的電解能耗，且能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)達(dá)5,000小時(shí)的穩(wěn)定運(yùn)行。
實(shí)驗(yàn)表明，所制備的MOFs 電極優(yōu)異性能源于Ce摻雜構(gòu)建的雙金屬結(jié)構(gòu)所賦予的獨(dú)特理化性質(zhì)。Ce的引入可通過(guò)3d-2p-4f軌道相互作用調(diào)控Co的電子結(jié)構(gòu)，從而增強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵含氧中間體的化學(xué)吸附，顯著加速陽(yáng)極氧析出反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)催化劑在高活性與規(guī)?；苽潆y以兼顧的局限不同，CoCe-MOFs電極通過(guò)電子結(jié)構(gòu)調(diào)控與快速規(guī)?；苽洳呗?，實(shí)現(xiàn)了效率、穩(wěn)定性與成本的協(xié)同突破。
編輯︱梁景琴
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