福建物构所新能源硼咪唑框架材料研究获进展

通过电催化水分解产生氢气和氧气是未来非常有前途的一种替代能源。成功实现这一目标的关键在于开发出高效催化析氧反应(OER)和析氢反应(HER)的电催化剂，尤其是发展高效价廉的过渡金属基电催化剂已成为近年来新能源领域的研究热点。

中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员张健领导的无机化学合成团队在国家基金委“无机-有机杂化功能材料”创新群体、中科院战略性先导科技专项(B类)、国家杰出青年基金和海西研究院“团队百人”研究员周天华主持的国家自然科学基金面上基金等项目资助下，通过直接碳化钴基硼咪唑骨架化合物制备出一种新的N，B共掺杂石墨碳和碳纳米管杂化钴纳米材料(Co / NBC)。研究发现该材料在1.0m KOH溶液中显示出优异的OER和HER双功能催化活性与稳定性。并且，还可以分别作为阳极和阴极，组装成全水分解器件，在10mA cm-2电流密度下的槽压仅为1.68 V。实验结果和理论计算表明，通过选择恰当的碳化温度能够控制金属钴表面氧化程度及杂原子掺杂的表面结构，进而有效地调控催化剂表面电子结构以及催化剂与反应中间体之间的相互作用，从而促进电催化OER与HER反应进行，极大改善催化剂的催化活性与稳定性。该工作有助于理解催化剂表面结构与催化活性之间构-效关系，同时为发展新型多种杂原子共掺杂的电催化剂提供了新的思路，为拓展硼咪唑骨架材料在新能源领域应用开辟了新途径。

相关成果已在线发表于《先进功能材料》(Adv. Funtc. Mater., 2018, DOI:10.1002/adfm.201801136)。

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