Jeon Gijun 仁荷大学教授·Park Cheolmin 金乌工科大学教授团队
性能媲美铂，催化剂质量活性高出1000倍
将水进行电解以获得氢气和氧气的水电解技术，是可再生能源的核心技术之一。但既有技术不仅耗电量大，还需要昂贵的铂催化剂，导致成本较高。国内研究团队利用廉价的二硫化钼替代铂，并实现了相近的效率，从而有望大幅降低成本。
韩国研究财团13日表示，由 Inha 大学教授 Jeon Gijun 与 Kumoh 工业技术大学教授 Park Cheolmin 研究团队成功开发出一项技术，可以在水电解反应中，控制作为催化剂广泛应用的二维材料二硫化钼（MoS2）的结构。
在水电解过程中，为提高反应速率和效率会使用催化剂，其中反应活性最高的贵金属价格昂贵，因此围绕提升经济性的相关研究正积极展开。在备受关注的优秀催化剂候选——二维材料中，与多层结构相比，单原子层具有更高的效率，但即便在单层内部，也会因两种结构不同的相（Phase）而表现出性能差异。在合成高质量、均一单层的同时，对其中存在的两种不同结构相进行调控一直存在局限。
研究团队通过化学气相沉积法（Chemical Vapor Deposition，CVD）制备出均一的二硫化钼单原子层，并向其中掺入极微量（低于1%）的钯金属，成功实现了对该原子层中两种相的调控。所谓 CVD，是指材料的挥发性组分与其他组分气体发生化学反应，在基底表面形成非挥发性固体薄膜的一种薄膜制备方法。
与既有合成研究结果相比，本次合成的二硫化钼表现出更高纯度及更优异的水电解效率。研究团队将结构相变比例最高控制在86%，这一数值已达到世界领先技术水平。作为验证这一结果的指标，研究团队通过拉曼光谱法（Raman Spectroscopy）提出了一个可用于确认结构相变的新标准，这一点也具有重要意义。拉曼光谱仪是一种向分子发射激光，通过电子能级差来识别分子种类的仪器。尤其是在制氢效率方面，该材料表现出与顶级铂催化剂相近的数值，并且其催化剂质量活性（Mass activity）指标比现有铂催化剂高出1000倍以上。
研究团队表示：“通过对相的结构进行调控，可在水电解反应催化剂、半导体、光电器件及电子器件等多种研究与产业领域中，根据各领域需求调节相比例，从而实现战略性应用。”
该研究成果已于今年4月25日发表于能源领域国际学术期刊《Advanced Energy Materials》。
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