上海硅酸鹽所在堿性析氫催化劑設計方面獲進展

　　催化劑在電化學過程的原位重構通常能夠得到無定形/富缺陷的結構；更大的電化學活性面積、優化的吸附特性以及更快的電荷傳輸能力，能夠更好地展現催化活性與穩定性。然而，多數預催化劑在電驅動下發生的均是表面重構，使得內部大量原子無法與電解液接觸、原子利用率低。重構的程度與反應環境高度相關，會隨pH、溫度、電解液與施加電壓的變化而改變，不利于催化劑的工業應用。因此，發展出能夠完全重構且組分簡單的預催化劑對促進電化學過程的活性與穩定性具有重要意義。 

　　中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員黃富強和王家成團隊從新化合物Cs3Rh2I9出發，采用簡易的溶解/沉積法，將其以團簇形式（~1.7 nm）鉚釘在高石墨化氮摻雜碳納米片上（NC，Adv. Energy Mater., 2021, 11, 2101050）。該材料在電還原條件下會自發重構，自下而上地形成富含晶界與應力的銠顆粒（~2.2 nm）。而對于塊體Cs3Rh2I9，卻只能在電還原條件下自上而下分解成大尺寸銠顆粒。在氫氧化鉀和氯堿電解液中，Cs3Rh2I9/NC均表現出優異的析氫活性與穩定性。 

　　相關研究成果以Bottom-up evolution of perovskite clusters into high-activity rhodium nanoparticles toward alkaline hydrogen evolution為題，發表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。研究工作得到國家自然科學基金、上海市科學技術委員會等的支持。  

Cs3Rh2I9晶體與納米團簇的制備及其電化學原位重構

Cs3Rh2I9晶體和納米團簇的結構表征

Cs3Rh2I9納米團簇的原位重構過程

重構后催化劑的結構表征

在氫氧化鉀和氯堿電解液的電催化析氫性能