太阳集团城网址9728劉熙俊教授在前期研究積累（Nature Commun. 2018, 9, 4365；Small Methods 2020, 4, 2000208；Mater. Today Adv. 2020, 7, 100083）的基礎上，與其合作者首次提出了一種設計自驅動雙産氫系統的新策略。近日，相關成果以“Self-driven dual hydrogen production system based on a bifunctional single-atomic Rh catalyst”發表在Journal of Materials Chemistry A (10.1039/D1TA07375C)。太阳成集团為通訊單位，合作單位包括深圳職業信息學院、天津理工大學等。同時，該工作也得到了國家自然科學基金、廣東省科技廳等的資助。
該系統基于高度分散于氧功能化Ti3C2Ox MXene表面的Rh單原子催化劑（Rh-SA/Ti3C2Ox）。該催化劑對全pH析氫反應和肼氧化反應均表現出顯著催化活性。在自驅動雙制氫系統中使用Rh-SA/Ti3C2Ox作為電極，結合Zn-H2電池和全肼電解單元，可以實現45.77 mmol h-1的超高産氫率。密度泛函理論計算表明，原子分散的單個Rh原子不僅使吸附H的自由能更具熱中性，而且還大大降低NHNH2脫氫的自由能壘。
盡管當前用于産氫的電催化制氫的全水解和全肼解已得到了很好的發展，但它們通常由外部電力直接驅動，這與可持續發展目标相沖突。通過使用集成儲能設備（如太陽能、可充電鋅空氣電池和水合肼燃料電池）制造清潔高效的自驅動産氫系統，已經做出了許多努力。然而，這些策略僅限于帶有陰極的單室，其氫氣産率相對較低。除此之外，應該指出的是，與全肼電解過程相比，全水解裝置中的氫氣産率在很大程度上受到涉及四電子轉移過程的陽極水氧化緩慢動力學的限制。因此，通過構建先進的自驅動系統進一步提高生産率對其商業應用更有利。
圖1-自功能雙産氫系統
論文鍊接：https://pubs.rsc.org/kk/content/articlelanding/2021/ta/d1ta07375c
編輯｜劉 娜
責編｜陳卉娟
審核｜陳慶發
