新突破！钨推动质子膜水电解制氢技术发展

近日，哈尔滨工业大学（深圳）前沿学部理学院研究团队在质子膜水电解制氢阳极电催化领域取得重要突破，成功解决了铱镍氧电催化剂活性与稳定性难以兼顾的技术难题，该科研成果为我国清洁能源技术的发展注入了强劲动力。这一突破性成果中，钨元素发挥了关键作用，为绿氢产业的未来发展开辟了新的技术路径。

在全球积极寻求清洁能源转型的大背景下，氢能作为一种高效、清洁的二次能源，受到了广泛关注。质子膜水电解制氢技术凭借其独特优势，成为了未来绿氢生产的核心技术之一。它环境友好，在制氢过程中几乎不产生污染物；电流密度高，能够高效地将电能转化为化学能；响应快速，能及时根据能源供应和需求变化进行调整；还具备耐波动特性，适合与风、光等波动性可再生能源直接耦合，有效解决可再生能源发电不稳定的问题。然而，这项技术在阳极电催化方面一直面临着活性-稳定性难题，限制了其大规模应用和成本降低。

针对上述的问题，哈工大研究团队提出了基于双重调控的创新策略。他们发现，通过在铱镍氧电催化剂中巧妙引入铱-氧-钨桥联基团，能够实现对催化剂表面重构以及析氧反应路径的精确调控与优化。这一发现犹如一把钥匙，打开了突破技术瓶颈的大门。

在研究过程中，团队克服了氧化钨与氧化铱难溶性等技术难题，采用镍辅助铱钨电沉积脱合金方法，成功实现了纳米氧化铱的原子级均匀钨-氧掺杂。这一突破为后续研究奠定了坚实基础。

进一步研究表明，铱-氧-钨桥联基团通过双位点协同机制显著提升了催化剂的性能。一方面，它有效抑制了晶格氧参与反应，避免了催化剂性能的衰减；另一方面，通过电荷补偿机制，解决了过渡金属刻蚀和铱位点氧化态升高的问题，显著增强了催化剂的稳定性。此外，桥联氧作为质子受体，在酸性电解质中促进了质子转移，解除了关键中间体质子化脱除的限制，进一步提升了析氧反应的活性。

这一研究成果不仅实现了重构氧化铱基催化剂电化学性能与稳定性的双重提升，为质子膜水电解制氢技术的实际应用提供了更可靠的催化剂，还为酸性电解低成本高性能析氧催化剂的进一步设计提供了宝贵的借鉴。

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