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中国科学技术大学，Sci. Adv.！

来源：时间：2023-09-18 15:16:00 浏览：418次

第一作者：Xiao-Long Zhang、Peng-Cheng Yu、Xiao-Zhi Su

通讯作者：高敏锐教授

通讯单位：中国科学技术大学

DOI: 10.1126/sciadv.adh2885

01

研究背景

在可再生电力的驱动下，水电解产出氢（H₂）燃料，为通向碳中和能源社会提供了一条优雅的道路。然而，在酸性环境下，无铂族金属（PGM）材料通常表现出较高的化学和结构变化倾向，甚至是组分溶解，导致催化性能下降。基于此，中科大高敏锐教授等人报道了S掺杂诱导黄铁矿型到白铁矿型CoSe₂的完整结构转变。所得到的S掺杂白铁矿CoSe₂（M-CoSe₂）作为正极在实际的PEM电解槽中具有活性和稳定性，突出了无PGM催化剂在商业规模水电解中的潜力。

02

文章要点

1、本文证明了S掺杂诱导的CoSe₂中黄铁矿到白铁矿的完全结构转变。所得M-CoSe_1.28S_0.72催化剂在酸性电解质中表现出优异的HER活性和稳定性。此外，以该催化剂作为正极的PEM电解槽可以在1 A cm⁻²下稳定运行超过410 h，具有潜在的实际应用价值。

2、作者设计的催化剂的高稳定性可解释为S掺杂诱导的白铁矿中Co-Se(S)键的共价性更大。S掺杂诱导适当地调整了催化剂的电子结构（即WF和随后的PZC），从而改善了EDL中的质子转移，并提高了催化剂的氢吸附性能。

03

图文展示

图1.黄铁矿到白铁矿的结构转变

图2.光谱研究

图3.HER的性能

图4.电子性能

图5.增强机制

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