帮助中心 广告联系

昆明地铁最新线路图-路线图、时刻表、运营时间、规划全图、交通图-昆明地铁网

热门关键词:

这篇Science Advances为您揭开水分解的神秘面纱(2)

来源:原创/投稿/转载 发布时间:2019-08-11

  以往大家的认识就是CL表面就是被设计成传导电子、质子、反应物/产物的反应场所,现在你突然跟我说不是了,你总得给我证据证明一下吧,你怎么知道气泡产生的点就是反应的点呢?好啦好啦,就知道你们会有意见,这不,作者就又设计几个实验来验证所观察到的结果了。不是说只发生在边缘地区吗?那就把边缘地区给填上,抑制这种界面现象不就行了。当然填的材料也是有讲究的,填什么材料才是合适的呢?作者就找了一种导电的钨丝和不导电的塑料超细纤维放在LGDL上,再去测试的时候就发现气泡只在导电丝上面起泡/成核,放到不同的地方去看也是一样的,通过这个实验就可以看出气泡的成核点就是反应的活性位点啦。

  还有人嚷嚷说要是本身制作的电极就不一样,那不是还有误差?这位同学,你真的是很机智了啊!好吧,那作者就继续进一步的实验来证明,直到你服服气气,妥妥贴贴为止。传统的催化剂的制备是通过喷涂或者刷在导电膜上面的,但是从前面的图像中我们已经看到啦,基本反应都是发生在边缘的地方,中间的部分基本都是浪费的,所以不管你中间涂了多厚都是一样浪费材料噻。为了优化催化剂的使用,作者只喷涂了薄薄的Pt催化剂膜在LGDL上与传统的涂布催化剂层进行对比。催化剂涂布的效果要比喷涂的效果要好,可能是因为涂布具有更好的晶体结构,而作者新方法制备的CL则非常接近传统涂布的CL,而且新CL的厚度相比传统的厚度从15微米降低到了15纳米,可想而知这个量的变化是多么的大!量的变化是很惊人的,那么效果怎么样呢?不会等下量少质就变了吧,这个还真是,不过不是质变差而是质变好了喔。而且是出奇的好,相比传统CL的活性高了接近54倍啊,这个结果是不是非常强有力的提供了前面假设的证据呢!这个发现挑战了对PEMEC的假设,就是电化学反应发生在分布非常均匀的整个CL表面的之前的设计。所以目前很多商业化的催化剂和三相反应区间都是均匀涂布在导电膜的表面的。但是发现却表明反应只是发生在边缘区域,而并不是预期的整个CL表面,就像辛辛苦苦培育的种子预期是栋梁,最后发现却是灌丛,从而浪费了很多的资源。

  所以为了让这个发现更有权威性,作者还针对三相反应区间(TPB)的条件要求还测量了目前情况下最重要的电化学反应阈值:电子导体。作为对比,作者主要利用一种更好的电子导体贵金属IrRuOx的CL来完成预期的电化学反应,这个贵金属IrRuOx的CL满足三相反应区间(TPB)要求具有良好的电导率的CL位置,并且具有较小的平面内欧姆过电位。而测试结果发现IrRuOx CL的内电阻已经比钛膜的LGDL大一万倍以上,所以在反应的过程中光是为了跨越这个巨大的微电阻大山就耗费了大部分的力气,怎么可能还能到达中间的区域发生电化学反应呢。所以中间区域内电化学反应的缺失导致了没有氧泡的形成和生长,而这个现象又反过来又解释了在PEMEC中观察到的现象。所以作者就证明了水分解的电化学反应其实只在LGDL与CL的交界面,而不是发生在整个CL表面。

  最后,这就是结合微观可视系统得到的关于水制氢电化学反应界面的秘密啦!是不是很多有意思的东西一直都存在,而你只是缺少一双发现美的眼睛,所以不要太过理想当然。很多设计初衷是大家一起上,实际上只有边缘区域的同志们在奋斗,这就是在浪费资源,所以优化资源就应该从这些最本源的位置出发,不去真正的探究你就不会发现新世界的大门。发现大门之后还掌握大门的钥匙,那你就是所向披靡,无人能敌啦。所以呢,张教授揭示了PEMEC中的原位电化学反应行为,可以为CLs甚至是整个PEMEC的制备和优化提供一个借鉴意义,大大的商机就在这里面了,就看大家能不能掌握得住了。

本网转载作品的目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或证实其内容的真实性,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。如涉及作品内容、版权等问题,请联系我们进行修改或删除!