記者19日從西湖大學獲悉，該校人工光合作用與太陽能燃料中心孫立成教授團隊成功合成可用於電解水制氫的非貴金屬催化劑——CAPist-L1。這一新型催化材料浸在鹼性水中，在安培級電流密度下穩定工作超過19000小時後，表面仍源源不斷地產生氣泡，尚無衰退的跡象，其催化效率和穩定性遠優於已公開報導過的催化劑。相關成果近日發表於國際學術期刊《自然·催化》上。
孫立成介紹，此次研究純屬偶然。一次，團隊成員在利用浸泡法製備鎳鐵基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。在電鏡視角下，這一催化劑如同花朵般層層疊疊，因此被命名為“繡球花”。
基於“繡球花”良好的催化表現，研究團隊隨即從理論層面進行探索，進而不斷完善最佳化製備方案，成功開發了一種基於非均勻形核液相體系的催化劑製備工藝。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，將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。
值得期待的是，因製備工藝簡單、成本低廉、可重複度高、易放大化製備且具備超高OER活性和穩定性，CAPist-L1展現出優良的工業化應用前景。 (科技日報)