青科大刘希恩教授团队在超低负载贵金属电催化剂的研究取得重大进展

近日，青岛科技大学必威体育官网与化学学部泰山学者刘希恩教授团队在多功能低负载贵金属电催化剂的研究取得突破性进展，贵金属Pt、Ir、Ru基的电催化剂是目前活性最高的氧气和氢气电极反应电催化剂，发生在上述电极的氧气还原、氧气析出和氢气析出反应是燃料电池、锌-空电池和水裂解池等能源转化与存储器件的关键反应。但是贵金属价格昂贵，储量有限，限制了工业化大规模使用。因此，制备超低负载贵金属电催化剂，并且提高催化剂性能极具挑战。本文实现了无金属碳基催化剂与贵金属的优异电催化性能的有机结合，协同催化了上述三类反应。

该团队建立于2017年6月，研究方向为光电催化能源器件关键反应，例如HER，OER和ORR, 以及其他小分子活化。该团队制备的低负载贵金属电催化剂，铑和钌的含量分别为0.4 wt% 和 0.5 wt%，催化剂表现了优异的三功能性能，尤其是氧气还原和氢气析出反应，按照质量活度计算，铑和钌催化剂的性能分别是铂碳50～100倍。此两种电催化剂组装的锌-空电池和水裂解池，性能优于贵金属Pt/C 和 IrO₂组装的电池，有潜在规模化应用前景。该成果为替代传统高活性贵金属电催化剂，减少贵金属用量开辟了新的途径。

该项目得到“泰山学者工程”资助，第一作者为秦清博士，青岛科技大学为第一通讯单位，并以“Low Loading of Rh_xP and RuP on N, P Co-Doped Carbon as Two Trifunctional Electrocatalysts for the Oxygen and Hydrogen Electrode Reactions”为题发表在国际知名学术期刊《Advanced Energy Materials》(2018, 1801478，IF = 21.875)