聊城大學能源小分子活化團隊最新成果在國際著名期刊《應用催化: B》發(fā)表

日前，聊城大學山東省化學儲能與新型電池技術重點實驗室（化學化工學院）能源小分子活化團隊在催化產氫領域取得重要進展。相關研究成果以《Co@SiO2/C catalyst shielded by hierarchical shell for robust hydrogen production》為題，在2023年11月19日被《Applied Catalysis B: Environmental》（應用催化B）接收發(fā)表，影響因子22.1，為中科院一區(qū)TOP期刊。聊城大學以第一單位在該期刊上發(fā)表研究成果，為該?；瘜W學科建設高質量發(fā)展添磚加瓦。合作單位為：浙江大學，中科院煤化所，北京大學。

圖文摘要

氫氣作為一種清潔能源，因其能量密度高、零污染、零排放受到人們廣泛關注。發(fā)展新型高效安全的儲氫材料和制氫技術是當前研究的熱點和必須解決的關鍵技術問題。化學儲氫材料（如硼氫化鈉、氨硼烷等）具有高體積密度和高儲氫質量分數(shù)，且在溫和條件下就可以釋放出氫氣，頗具有應用前景。發(fā)展高效、穩(wěn)定、廉價的非貴金屬催化劑對硼氫化鈉產氫應用具有重要意義，也極具挑戰(zhàn)性。

Co@SiO2/C結構形成示意圖

該工作報告了一種簡單的方法來構建一系列具有分層活性位點的負載型二氧化硅包覆鈷基催化劑。在優(yōu)化條件下，相比于無二氧化硅包覆的18% Co/C催化劑，18%Co@SiO2/C-300的產氫率提高了8倍。且在反應循環(huán)10次后，催化劑仍能保持88%的活性。二氧化硅殼層的摻入增強了Co納米粒子的部分氧化，導致Co粒子表面形成一層穩(wěn)定的中間層CoOx。同時，二氧化硅殼層可以有效地保證了催化劑活性和結構的穩(wěn)定。

Co@SiO2/C結構形成示意圖

該催化劑獨特的結構和電子性質有利于硼氫化鈉與水的活化，促進氫氣的解吸，具有較高的本征活性和較低的反應能壘。該研究提出在高比表面載體上構建高分散核殼結構的新方法，為儲氫和相關催化應用提供了一種新穎有效的策略。