近日，上海電力大學(xué)閔宇霖教授、朱晟副教授聯(lián)合中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)高敏銳教授，在國(guó)際頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（

Journal of the American Chemical Society，JACS

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.6c00523

本工作針對(duì)質(zhì)子交換膜電解水制氫陽(yáng)極析氧反應(yīng)（OER）中傳統(tǒng)銥基催化劑成本高、效率低的“卡脖子”難題，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)開發(fā)了一種氟調(diào)制氧化釕催化劑。通過在催化劑中同時(shí)引入末端氟位點(diǎn)和橋接氟位點(diǎn)，巧妙地觸發(fā)了一種全新的“氟輔助去質(zhì)子化”機(jī)制。該機(jī)制成功將OER中的質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程與電子轉(zhuǎn)移過程解耦：末端氟位點(diǎn)充當(dāng)“質(zhì)子中繼站”，顯著加速各反應(yīng)中間體的去質(zhì)子化步驟，從而提升反應(yīng)活性；橋接氟位點(diǎn)則有效抑制晶格氧參與反應(yīng)，從而大幅增強(qiáng)穩(wěn)定性。

得益于這一獨(dú)創(chuàng)設(shè)計(jì)，所制備的催化劑表現(xiàn)出卓越的綜合性能：達(dá)到10 mA cm-2的電流密度僅需191 mV過電位，并穩(wěn)定運(yùn)行超過2000小時(shí)。該催化劑組裝的實(shí)際電解槽在低至1.72 V的電壓下即可獲得1000 mA cm-2的高電流密度，并穩(wěn)定運(yùn)行300小時(shí)以上，電壓衰減速率僅為每小時(shí)84μV。

該研究為設(shè)計(jì)下一代高性能、低成本、長(zhǎng)壽命的電解水制氫催化劑提供了新范式，對(duì)推動(dòng)綠氫技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展具有重要科學(xué)意義與應(yīng)用價(jià)值。

JACS是美國(guó)化學(xué)會(huì)（ACS）的旗艦期刊，創(chuàng)刊于1879年，是國(guó)際化學(xué)領(lǐng)域最具權(quán)威性和引領(lǐng)性的學(xué)術(shù)期刊之一，致力于出版化學(xué)各分支學(xué)科及其交叉領(lǐng)域的前沿性、原創(chuàng)性重大研究成果，以其極高的審稿標(biāo)準(zhǔn)和影響力成為全球公認(rèn)的學(xué)術(shù)標(biāo)桿，受到廣泛認(rèn)可。

上海電力大學(xué)簡(jiǎn)介

上海電力大學(xué)是中央與上海市共建、以上海市管理為主的全日制普通高等院校。學(xué)校創(chuàng)建于1951年，長(zhǎng)期隸屬于國(guó)家電力部門管理，2000年屬地化管理。1985年1月升格為本科，更名為上海電力學(xué)院，2018年12月，經(jīng)教育部批準(zhǔn)更名為上海電力大學(xué)。

學(xué)校是教育部首批“卓越工程師培養(yǎng)計(jì)劃”試點(diǎn)院校，于2024年12月正式成立“上海電力大學(xué)能源電力卓越工程師學(xué)院”，全面統(tǒng)籌學(xué)校在能源電力領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)資源，積極探索“學(xué)科交叉、產(chǎn)教融合、校企協(xié)同”的全新育人路徑，目前共有5個(gè)本科和2個(gè)碩士試點(diǎn)專業(yè)。

獲國(guó)家級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)3項(xiàng)，在近兩屆上海市教學(xué)成果獎(jiǎng)評(píng)選中，共獲獎(jiǎng)19項(xiàng)，其中特等獎(jiǎng)2項(xiàng)。學(xué)校獲批教育部新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目3項(xiàng)、教育部新文科研究與實(shí)踐項(xiàng)目2項(xiàng)、教育部虛擬教研室建設(shè)項(xiàng)目1項(xiàng)、上海市“一流本科”建設(shè)引領(lǐng)計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)。

（來源：上海電力大學(xué)版權(quán)屬原作者 謹(jǐn)致謝意）