由香港城市大學(xué)（城大）領(lǐng)導(dǎo)的國(guó)際團(tuán)隊(duì)宣佈取得突破性進(jìn)展，將大大促進(jìn)有助令地球變得更潔淨(jìng)的技術(shù)知識(shí)發(fā)展。
這一重大研究成果刊於權(quán)威科學(xué)期刊《自然》，其突破在於團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一種高效的電催化劑，可大幅提升電催化水分解產(chǎn)生氫氣的效能。論文於9月13日在倫敦發(fā)佈，題為「鉑在二硫化鉬上的晶相依賴生長(zhǎng)以實(shí)現(xiàn)高效產(chǎn)氫」。
人們對(duì)更潔淨(jìng)的能源需求甚殷，但要擺脫對(duì)化石燃料的依賴，轉(zhuǎn)向使用更可持續(xù)的能源仍挑戰(zhàn)重重。
該研究由城大胡曉明講座教授（納米材料）張華教授領(lǐng)導(dǎo)。他說：「經(jīng)電催化水分解產(chǎn)生的氫氣是一種極具潛力的潔淨(jìng)能源，或可在不久的將來取代化石能源，減少環(huán)境污染和溫室效應(yīng)。」
研究團(tuán)隊(duì)的其他合作人員包括倫敦帝國(guó)學(xué)院化學(xué)系Anthony R. J. Kucernak教授，及來自香港、中國(guó)內(nèi)地、新加坡和英國(guó)的大學(xué)及研究機(jī)構(gòu)的研究員。
這項(xiàng)由城大領(lǐng)導(dǎo)的研究之關(guān)鍵進(jìn)展，是利用具有非常規(guī)晶相的過渡金屬二硫化物納米片作為載體合成了一種新型催化劑，表現(xiàn)出卓越的電催化產(chǎn)氫反應(yīng)效率和穩(wěn)定性。電催化產(chǎn)氫反應(yīng)是電催化水分解技術(shù)，也稱為電解水技術(shù)，是生產(chǎn)氫氣的重要步驟。
張教授的團(tuán)隊(duì)數(shù)年來一直探索如何通過調(diào)控納米材料的晶相，來提高其電催化產(chǎn)氫反應(yīng)性能。非常規(guī)晶相的過渡金屬二硫?qū)倩锛{米片具有作為催化劑載體的潛力，但要製備用於電催化產(chǎn)氫反應(yīng)的高純度、高品質(zhì)的非常規(guī)晶相納米片並非易事。
在本研究中，團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)製備具有高純度及高品質(zhì)的非常規(guī)晶相的過渡金屬二硫?qū)倩锛{米片的新方法，並深入研究了貴金屬在此類納米片上的晶相依賴生長(zhǎng)。
團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)2H相模板有助於鉑（Pt）納米顆粒的外延生長(zhǎng)，而使用1T′相作為模板則能夠使鉑維持單原子級(jí)分散（s-Pt），由此研發(fā)出s-Pt/1T′-MoS2催化劑（single-atomically dispersed Pt atoms/1T′ phase molybdenum disulfide，單原子級(jí)分散的鉑/1T'相二硫化鉬）。該催化劑表現(xiàn)出卓越的電催化產(chǎn)氫反應(yīng)性能，並能夠穩(wěn)定運(yùn)作五百個(gè)小時(shí)，證明1T′-過渡金屬二硫化物納米片是一種有效的催化劑載體。
城大化學(xué)系博士後史振宇博士是論文第一作者。他說：「我們會(huì)基於此研究成果開發(fā)更多的新型催化劑，探索其在各種化學(xué)反應(yīng)中的潛在應(yīng)用。」
這項(xiàng)研究成果擴(kuò)展了納米材料相工程的研究領(lǐng)域，推動(dòng)了高效催化劑的設(shè)計(jì)與合成，為潔淨(jìng)能源和可持續(xù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
