日前，聊城大学山东省化学储能与新型电池技术重点实验室（化学化工学院）能源小分子活化团队在催化产氢领域取得重要进展。相关研究成果以《Co@SiO2/C catalyst shielded by hierarchical shell for robust hydrogen production》为题，在2023年11月19日被《Applied Catalysis B: Environmental》（应用催化B）接收发表，影响因子22.1，为中科院一区TOP期刊。聊城大学以第一单位在该期刊上发表研究成果，为该校化学学科建设高质量发展添砖加瓦。合作单位为：浙江大学，中科院煤化所，北京大学。

图文摘要

氢气作为一种清洁能源，因其能量密度高、零污染、零排放受到人们广泛关注。发展新型高效安全的储氢材料和制氢技术是当前研究的热点和必须解决的关键技术问题。化学储氢材料（如硼氢化钠、氨硼烷等）具有高体积密度和高储氢质量分数，且在温和条件下就可以释放出氢气，颇具有应用前景。发展高效、稳定、廉价的非贵金属催化剂对硼氢化钠产氢应用具有重要意义，也极具挑战性。

Co@SiO2/C结构形成示意图

该工作报告了一种简单的方法来构建一系列具有分层活性位点的负载型二氧化硅包覆钴基催化剂。在优化条件下，相比于无二氧化硅包覆的18% Co/C催化剂，18%Co@SiO2/C-300的产氢率提高了8倍。且在反应循环10次后，催化剂仍能保持88%的活性。二氧化硅壳层的掺入增强了Co纳米粒子的部分氧化，导致Co粒子表面形成一层稳定的中间层CoOx。同时，二氧化硅壳层可以有效地保证了催化剂活性和结构的稳定。

Co@SiO2/C结构形成示意图

该催化剂独特的结构和电子性质有利于硼氢化钠与水的活化，促进氢气的解吸，具有较高的本征活性和较低的反应能垒。该研究提出在高比表面载体上构建高分散核壳结构的新方法，为储氢和相关催化应用提供了一种新颖有效的策略。

来源: 聊城大学化学与生活科普工作室