近日，哈尔滨工业年夜学传授宋波团队与美国威斯康星年夜学麦迪逊分校传授金松团队互助于电催化水份解范畴取患上主要研究进展。研究团队立异性地使用氢同位素标志技能联合电化学阐发手腕，精准展现了水份解反映中质子转移的微不雅动力学机制，为设计高效制氢催化剂提供了全新的理论东西。相干结果发表于《天然化学》上。
氢能被视为实现碳中及的要害能源载体，而电催化水份解制氢技能的焦点瓶颈于在反映效率低。持久以来，研究职员难以直接不雅察水份解历程中质子于电极-溶液界面的转移举动，严峻制约了催化剂布局设计的进一步优化。
本研究中，团队经由过程将反映介质中的氢原子（H）替代为质量增长一倍的不变同位素氘（D），使用同位素零点能的差异引起的催化机能变化研究质子通报的动力学举动。这类同位素替代致使O-H/O-D键振动频率显著降低，使患上质子穿越电极-溶液界面的三木SEO-能垒变化可被切确捕捉。
该要领冲破了传统动力学同位素效应阐发要领易受热动力学因素滋扰的局限，不仅能反应质子界面迁徙、外貌吸附等演化历程，还有乐成凸起质子转移步调于总体反映动力学中的孝敬度，从而区别决速步调的电化学或者者化学特征。经由过程6种析氢催化剂及21种析氧催化剂的查验，研究团队论证了全新的同位素-塔菲尔联系关系模子于判别决速步调特性方面具备普适性。
该研究为下一代高效电解槽设计与机能优化提出了全新的评估尺度及解决方案。
相干论文信息：https://doi.org/10.1038/s41557-025-01934-5
版权声明：凡本网注明“来历：中国科学报、科学网、科学新闻杂志”的所有作品，网站转载，请于正文上方注明来历及作者，且不患上对于内容作本色性改动；微信公家号、头条号等新媒体平台，转载请接洽授权。邮箱：shouquan@stimes.cn。-bevictor伟德官网
