通過電催化水分解產生氫氣和氧氣是未來非常有前途的一種替代能源。成功實現這一目標的關鍵在于開發出高效催化析氧反應(OER)和析氫反應(HER)的電催化劑，尤其是發展高效價廉的過渡金屬基電催化劑已成為近年來新能源領域的研究熱點。
中國科學院福建物質結構研究所結構化學國家重點實驗室研究員張健領導的無機化學合成團隊在國家基金委“無機-有機雜化功能材料”創新群體、中科院戰略性先導科技專項（B類）、國家杰出青年基金和海西研究院“團隊百人”研究員周天華主持的國家自然科學基金面上基金等項目資助下，通過直接碳化鈷基硼咪唑骨架化合物制備出一種新的N，B共摻雜石墨碳和碳納米管雜化鈷納米材料（Co / NBC）。研究發現該材料在1.0m KOH溶液中顯示出優異的OER和HER雙功能催化活性與穩定性。并且，還可以分別作為陽極和陰極，組裝成全水分解器件，在10mA cm-2電流密度下的槽壓僅為1.68 V。實驗結果和理論計算表明，通過選擇恰當的碳化溫度能夠控制金屬鈷表面氧化程度及雜原子摻雜的表面結構，進而有效地調控催化劑表面電子結構以及催化劑與反應中間體之間的相互作用，從而促進電催化OER與HER反應進行，極大改善催化劑的催化活性與穩定性。該工作有助于理解催化劑表面結構與催化活性之間構-效關系，同時為發展新型多種雜原子共摻雜的電催化劑提供了新的思路，為拓展硼咪唑骨架材料在新能源領域應用開辟了新途徑。
相關成果已在線發表于《先進功能材料》（Adv. Funtc. Mater., 2018, DOI:10.1002/adfm.201801136）。
福建物構所新能源硼咪唑框架材料研究獲進展
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