科学家获得界面水分子结构 为绿色制氢提供新途径
发布日期: 2021-12-09 09:24:12 来源: 科技日报
科学家获得界面水分子结构 为绿色制氢提供新途径
科技日报讯 (记者符晓波)水分子直接参与众多重要的电催化反应,但对处于固液两相界面的水分子在电催化反应过程中的结构变化与作用机制研究一直是电化学领域的难点。近日,厦门大学化学化工学院李剑锋教授课题组与北京大学深圳研究生院潘锋教授团队合作,利用电化学原位拉曼光谱技术揭示了界面水分子结构,解开了界面水分子结构如何调控电催化反应这一科研难题,为提升电催化反应速率、进一步指导绿色制氢提供了一种新的策略。这一研究成果于12月2日刊登于《自然》杂志。
研究团队利用原位表面增强拉曼光谱技术,在电催化析氢反应过程中,对钯单晶电极/溶液界面水分子的构型及其动态变化过程进行实时监测。研究人员发现,电极/溶液界面除了已知的含有氢键的水分子之外,界面上还有一类与阳离子键合的水分子。后者在阳离子和负电极电势协同作用下,无序的水分子排布成更为有序的特殊结构。这种结构可以加速电极与水分子间的电荷转移,进而极大提升电催化反应析氢的速率,为指导绿色制氢提供新的理论途径。
研究显示,这类界面水分子比氢键水分子更加接近电极表面,可以提高其和电极表面间的电荷转移效率,极大提升电催化析氢反应速率。提高阳离子的浓度和价态会进一步增加界面区有序水分子的含量,进一步提高电催化析氢反应速率。
研究还发现单晶电极的晶面结构和电子结构都将影响阳离子键合水分子的含量和电催化析氢反应速率,证实了阳离子键合水分子加速电催化析氢反应速率具有普适性。该研究从单晶模型体系出发,深入认识界面水分子结构对电催化反应过程的调控机制,解决了困扰电化学领域长期存在的难题。
相关内容
- 当日拘留15人,达成执行和解400余万元 天门法院“谷雨扫赖”大快人心_全球消息 a>
- 导演多纳斯马尔克大师班发表演讲:“中国是世界电影的未来”-世界时讯 a>
- 环球看热讯:16位航天员签名墙亮相中国科技馆 a>
- 中关村论坛将举办科技成果转化专场论坛 a>
- 老将"秀操作",最新调仓曝光! A股下一站主线在哪?_世界速看料 a>
- 中信建投:通信行业持仓仍处低位,持续推荐光模块及ICT设备、液冷 a>
- 国盛证券:伴随国央企“修炼内功”的扎实推进,长期估值修复潜力仍大 动态 a>
- 美国迪士尼公司开始新一轮裁员计划 a>
- 东吴证券:MLCC供给端出清,行业处于周期反转前夜 a>
- LVMH市值一度超5000亿美元,今年以来涨幅超30%!LV老板身家近2110亿美元,登顶世界首富 a>
- 【重磅前瞻】A股年报披露收官;油价或调整;多国公布一季度GDP 热闻 a>
- 五一假期,成都旅游要尝的6种小吃,本地人也爱吃,好吃不挨坑 a>
- 环球通讯!春风吹破琉璃瓦 明日冷空气攻入内蒙古带来大风雨雪天气 a>
- 亚洲第一家嘉悦里!无论是风格还是软硬件都十分出彩-焦点资讯 a>
- 春游临江之精品旅游线路推介五:鸭江生态之旅(下游) a>
- 视讯!十重大礼重磅推出!2023湖南车展“看车有礼 购车有奖” a>
- 2023上海车展:出乎意料的错峰亮相 静评日产全新一代逍客-今日快讯 a>
- 每日速看!河北平山:传统文化“牵手”课后服务 a>
- “课外书”有讲究:义务教育阶段如何“读好书”?|天天报道 a>
- 环球简讯:防灾减灾须臾不可松懈 a>