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厦门大学与苏州大学团队革新析氧催化剂结构提高电解性能

摸鱼不慌 2026-08-04 07:05:08

厦门大学化学化工学院教授黄小青与苏州大学教授邵琪研究团队提出全新策略，成功设计出改进版钴基析氧催化剂材料。这项突破性成果日前发表于《自然》学术期刊，为开发新一代质子交换膜水电解槽阳极催化剂提供全新范式。

二零二四年成果研究表明，传统四氧化三钴尖晶石催化剂存在严重局限。由于其晶体结构中同时存在活性与惰性两个催化位点，严重影响了催化效率。课题组独创性地提出了“消除惰性位点、构建全八面体活性位点"设计理念，并采用真空介导的熔碱力化学合成法实现突破。

研究团队创新性确立了独特结构参数，突破传统立方相思维。通过精密控制合成工艺，研制出三方相二维层状四氧化三钴新型材料。材料由三个紧密堆叠的子层组成，各子层中八面体位点通过共享边方式连接，形成独创配位结构。

系列实验数据显示，新型催化剂材料可实现五倍催化循环稳定性且电解效率提升显著。其作用机理在于能够有效优化析氧反应中间体吸附状态，同时显著抑制钴元素溶解。研究采用前沿原位表征技术对反应途径进行精确解析，为材料设计提供关键理论支撑。

“本项研究成功突破传统微晶氧化物认知范式，通过惰性位点消除与活性态精准调控策略，在单一材料体系中实现增效目标。”

该成果入选二零二四年全球尖端科技发现，已申请十项发明专利并进入产业化转化阶段。课题组预计未来三年可将催化剂成本压缩至传统方案的三分之一，有望改写工业制氢技术路线。

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