近日根据西湖大学网站消息，由西湖大学孙立成教授团队在Nature Catalysis上发表了研究文章。他们开发了一种基于非均匀形核液相体系的催化剂制备工艺，即向溶液中人为引入不溶纳米颗粒，在常温、常压条件下通过简单浸泡法，一步合成非贵金属催化剂——CAPist-L1。

    这一新型催化材料浸在碱性水中，在安培级电流密度下稳定工作超过19000小时后，表面仍源源不断地产生气泡，尚无衰退的迹象，其催化效率和稳定性远优于已公开报道过的催化剂。相关成果近日发表于国际学术期刊《自然·催化》上。

CAPist-L1催化剂测试装置|图摘自网络

    根据孙立成介绍，此次研究纯属偶然。一次，团队成员在利用浸泡法制备镍铁基OER催化剂时，把乙醇（酒精）当作去离子水使用，结果发现在泡沫镍上长出来的催化剂OER性能非常不错。在电镜视角下，这一催化剂如同花朵般层层叠叠，因此被命名为“绣球花”。

CAPist-L1催化剂的“绣球花”结构|图摘自网络

    基于“绣球花”良好的催化表现，研究团队随即从理论层面进行探索，进而不断完善优化制备方案，成功开发了一种基于非均匀形核液相体系的催化剂制备工艺。在机制研究方面，研究团队通过对CAPist-L1成分、结构和形貌等逐项分析，发现在催化层和金属基底之间存在一层致密过渡层。正是致密过渡层的存在，将催化层牢牢地锚定在金属基底上，提升了催化剂的活性和稳定性。

    值得期待的是，因制备工艺简单、成本低廉、可重复度高、易放大化制备且具备超高OER活性和稳定性，CAPist-L1展现出优良的工业化应用前景。

    催化产氢是氢能产业中的关键技术，目前有多种催化产氢的方案和技术路线，如：

    由西湖大学孙立成教授团队组成的电催化产氢技术路线，最新发现一种“锈球花”的非贵金属催化剂；

    光催化产氢：利用半导体材料作为催化剂，在光照条件下分解水产生氢气。例如，浙江工业大学郑华均教授团队在光催化材料上取得了突破，通过在二维硫铟锌纳米片表面构筑凸起状的贵金属铂单原子，大幅提高了光催化产氢性能。

实验室超声波清洗机|光催化产氢实验过程

    还有生物质制氢；催化重整；光解水制氢；固体氧化物电解（SOE）制氢；光催化水分解制氢等这些方案各有优势和局限性，但不管那一条技术路线，在成功商业化路上都需要认真踏实地做好每一次的试错成本，做好每一次实验记录，技术成功最终回馈于社会。

来源：摘自西湖大学网