IT 之家 8 月 21 日消息，西湖大學研究團隊成功合成可用于電解水制氫的非貴金屬催化劑 —— CAPist-L1。
2022 年 5 月份開始将這一新型催化材料浸在堿性水中，在安培級電流密度下穩定工作超過 19000 小時後，表面仍源源不斷地産生氣泡，尚無衰退的迹象，其催化效率和穩定性遠優于已公開報道過的催化劑。
▲ 催化劑測試裝置
CAPist-L1 因制備工藝簡單、成本低廉、可重複度高、易放大化制備且具備超高 OER 活性和穩定性，展現出優良的工業化應用前景。
▲ CAPist-L1，材料呈現多孔的透氣結構
據介紹，此次研究純屬偶然。團隊成員在利用浸泡法制備鎳鐵基 OER 催化劑時，把乙醇（酒精）當作去離子水使用，結果發現在泡沫鎳上長出來的催化劑 OER 性能非常不錯。
▲ CAPist-L1 催化劑的 " 繡球花 " 結構
研究團隊随即從理論層面進行探索，進而不斷完善優化制備方案，成功開發了一種基于非均勻形核液相體系的催化劑制備工藝。
▲ 電子顯微鏡下的 CAPist-L1（過渡層标記爲紅色）
在機制研究方面，研究團隊通過對 CAPist-L1 成分、結構和形貌等逐項分析，發現在催化層和金屬基底之間存在一層緻密過渡層。正是緻密過渡層的存在，将催化層牢牢地錨定在金屬基底上，提升了催化劑的活性和穩定性。
CAPist-L1 的制備過程簡單、成本低廉，将泡沫鎳浸入準備好的非均勻形核液相體系中，在 25 °C 條件下浸泡 24 h，取出後用去離子水沖洗幹淨烘幹後即得到。
論文地址：https://www.nature.com/articles/s41929-024-01209-1
