近日,我校材料科學(xué)與工程學(xué)院王澤高特聘研究員與丹麥奧胡斯大學(xué)Mingdong Dong教授、美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校Xiao Cheng Zeng教授合作,在表面催化領(lǐng)域取得重要進(jìn)展,相關(guān)研究成果“Reversing Interfacial Catalysis of Ambipolar WSe2 Single Crystal”以四川大學(xué)為第一單位發(fā)表在頂級(jí)期刊Advanced Science上(影響因子15.804)。
氫能源是一種綠色環(huán)保能源,具有高比能量、高安全性、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。電解水被認(rèn)為是一種安全,可控制備氫氣的方式。通過電解水可以將電能轉(zhuǎn)換為氫能進(jìn)行存儲(chǔ),也因此被認(rèn)為是電能存儲(chǔ)的一種形式。然而由于電解水制備氫氣需要克服氫原子在催化材料表面的勢(shì)壘,導(dǎo)致制氫的效率較低。近幾年來,各國(guó)學(xué)者嘗試了若干種電解水催化劑的可控合成。但由于催化反應(yīng)受諸多因素影響,如材料組分、顯微結(jié)構(gòu)等,使得催化機(jī)理異常復(fù)雜。
王澤高特聘研究員在NPG Asia Materials, 2018, 10, 703-712上發(fā)表論文,系統(tǒng)地揭示了二硒化鎢場(chǎng)調(diào)制的雙極性電輸運(yùn)特征(受外電場(chǎng)調(diào)控,其載流子可以在n型和p型之間轉(zhuǎn)換);并結(jié)合掃描探針顯微技術(shù)揭示了在n/p型轉(zhuǎn)換時(shí),材料費(fèi)米能級(jí)的移動(dòng)機(jī)理。在此基礎(chǔ)上,團(tuán)隊(duì)研究人員以單晶雙極性二硒化鎢為模型催化劑,通過微納加工手段構(gòu)建了基于二硒化鎢的外場(chǎng)調(diào)制微反應(yīng)池(Field-modulated micro-cell)。通過外場(chǎng)調(diào)控二硒化鎢材料的導(dǎo)電性質(zhì)(載流子濃度、載流子類型、電導(dǎo)率),研究這一過程中二硒化鎢催化活性的演變規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),在電催化析氫的反應(yīng)中,材料中的電子載流子對(duì)催化析氫反應(yīng)起著重要的作用,而相同電導(dǎo)率的空穴為多數(shù)載流子的二硒化鎢卻不具有催化析氫活性。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果得到了美國(guó)內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校Xiao Cheng Zeng教授團(tuán)隊(duì)的理論計(jì)算支撐,并從電荷分布的角度揭示了載流子在氫原子吸附擴(kuò)散中的影響機(jī)制。本文的研究,為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)高效催化劑提供了一種新的思路。
圖1.二硒化鎢外場(chǎng)調(diào)制微反應(yīng)池及場(chǎng)調(diào)制催化曲線測(cè)試
王澤高系我校材料學(xué)院特聘研究員,學(xué)校雙百B計(jì)劃、四川省千人計(jì)劃獲得者,主要研究領(lǐng)域?yàn)殡娮庸δ懿牧霞半娮釉骷言贏dvanced Materials, Science Advances, PNAS等期刊發(fā)表SCI論文110余篇,H-index 30。
(責(zé)任編輯:admin)