Nano Energy：中间体活化与自由基介体协同作用下的双中心对钴钼氧化物的调控作用用于电催化尿素裂解

Nanoyu

2021-06-06

构建一种双中心以打破吸附-能量比例限制，是一种可促进尿素电解制氢的有效手段，但目前人们对其协同作用机理的了解仍不完全。

近日，中科院生态环境研究中心俞文正研究员，清华大学张弓助理研究员报道了使用一种简便的氢气辅助法制备出一种双金属活性Co₂Mo₃O₈碱性尿素裂解电催化剂，其在提供50 mA cm^-2所需的外加电压仅为1.5 V。

文章要点

1）直接的光谱证据和理论研究表明，Co中心负责中间体的活化，而辅助Mo中心被确定为OH或H自由基中间体。具体而言，研究人员通过原位拉曼光谱和X射线光电子能谱分析，证实了Co-Mo双位的协同效应。

2）理论计算表明，在Co-Mo桥上形成的短氢键（Mo-HO∙∙∙H-N_amineCO-Co)和Co-C-N-Mo构型是决定电催化尿素氧化反应活性的关键。反应速率的加快则归因于内能CO₂脱附转化为外能反应。在碱性析氢反应中，Co原子是H₂O O-H键断裂的反应中心，Mo原子被认为是析氢中心。

研究结果突出了揭示协同双中心功能是实现高效电催化剂合理设计的关键一步。

参考文献

Kai Zhang, Chunlei Liu, Nigel Graham, Gong Zhang and Wenzheng Yu, Modulation of Dual Centers on Cobalt-Molybdenum Oxides Featuring Synergistic Effect of Intermediate Activation and Radical Mediator for Electrocatalytic  Urea  Splitting, Nano  Energy, (2020)

DOI：10.1016/j.nanoen.2021.106217

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106217