SpecialSci文献推荐 | 聚合物电催化：创新引领能源未来

随着全球对可持续能源技术的追求日益迫切，电催化技术作为连接能源转换与存储的桥梁，正成为科研领域的热点。本周推荐两篇聚焦于通过材料创新提升电催化性能的文章。这两篇文章的共同点在于，它们都利用了聚合物材料的独特性质，通过精心设计的结构或掺杂策略，实现了高效、稳定的电催化性能。这不仅为电催化领域带来了新的发展机遇，也为解决能源危机和环境污染问题提供了新的思路。两篇文章均为国内学者组成的研究团队所发表，我们一起去看！

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在追求清洁能源和减少碳排放的今天，科学家们正在研究各种新技术。这些技术都用到了一种非常重要的材料，叫做“催化剂”，它能提高化学反应的效率。特别是那些既经济又高效的催化剂，在开发新型清洁能源技术中起到了关键作用，比如燃料电池、金属-空气电池、水电解槽等，这些技术都可以帮助我们减少对环境的污染。

科学家们发现了一种新的、很有前景的催化剂材料——有机聚合物催化剂。这种材料有几个很牛的地方：它不需要经过复杂的加热过程就能做出来，而且它的结构和成分可以很容易地调整，电导率也很高，还非常稳定。所以，科学家们对它寄予了厚望，认为它未来有可能成为非常重要的电催化剂。

来自武汉纺织大学纺织新材料与先进加工技术国家重点实验室的研究人员组成的研究团队在文章中介绍了这种有机聚合物催化剂的研究进展。

首先，文章告诉了我们设计这种催化剂时需要考虑哪些因素，比如它的催化效果、导电能力、物质传输能力和稳定性等。然后，文章还介绍了科学家们是如何在分子和大分子层面上调整这种催化剂的，以达到更好的效果。此外，文章还深入探讨了这种催化剂在不同化学反应中是如何起作用的，以及科学家们是如何理解和改进它的工作原理的。最后，文章还指出了当前面临的挑战，并提出了未来改进这种催化剂的新思路。

总的来说，这篇文章为研究人员了解有机聚合物催化剂的未来发展提供了很多有价值的信息和指导。

该文献于2024年1月发表在 Chemical Society Reviews 期刊。

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开发用于析氢反应（HER）和析氧反应（OER）的高性能双功能电催化剂对于促进氢气的大规模生产至关重要。

现在，研究人员们成功开发出了一种叫做Ir-Ni₂P/CPD的新型催化剂。这种催化剂中的铱原子被一种叫做碳化聚合物点（CPD）和Ni₂P的特殊材料双重固定住。CPD就像一座桥，帮助形成更密集的氧桥结构，使得更多的铱原子能够被用来作为催化反应的活性位点。

在实验中，研究人员发现这种Ir-Ni₂P/CPD催化剂在碱性环境下（如1.0 M KOH溶液）进行HER和OER时，所需的电压非常低，只需要25和240毫伏，这比商业上常用的Pt/C和IrO₂催化剂还要好。更令人兴奋的是，它还能长时间稳定地工作。

该实验和理论计算都证明，这种双重固定的铱原子结构在催化反应中起到了关键作用，它能更好地控制氢气和氧气的反应过程。这项工作不仅为研究人员设计高性能的催化剂提供了新的思路，也为未来氢能的大规模生产奠定了基础。

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