中國科學技術大學研究團隊利用神奇的同步輻射光源發(fā)展出先進的表征技術，在國際上率先探明催化材料在水解氫過程中的真實結構，為揭示催化過程秘密、提高能源轉化效率提供了有力方案。該研究成果于1月1日在線發(fā)表在《自然·催化》上。

　　催化反應過程往往都是發(fā)生在材料的表界面，但在工業(yè)實際應用的電催化能量轉化反應環(huán)境中，由于催化材料與電解質溶液接觸的固——液表界面處的活性中心和吸附反應物的濃度極低，以及活性位結構隨外加電場的動態(tài)變化，給探測真實反應活性位點的結構和中間過渡態(tài)造成了很大的困難和挑戰(zhàn)。

　　高亮度的先進同步輻射光源為研究這一亟待突破的電催化能量轉化機制問題提供了手段。課題組姚濤教授說：“高度靈敏的同步輻射X射線吸收精細結構譜學(XAFS)技術，能夠在原位實時在線探測‘工作狀態(tài)’的催化劑的‘一舉一動’。”

　　能源危機是懸在現代社會頭頂的達摩克利斯之劍，尋求高效豐富綠色的新型能源是全世界都關注的問題。從水中分解出清潔無污染且可再生的能源——氫氣是一個廣受期待的方案，其中催化材料的參與必不可少。催化材料能夠加速并高效完成能量的轉化，是提升能量轉化效率的關鍵一環(huán)。因此，探明催化過程的奧妙，了解催化材料在實際工作狀態(tài)下的真實結構，是當今科學界和工業(yè)界關注的前沿熱點。

　　研究團隊利用原位同步輻射譜學技術發(fā)現了活性位在電催化反應過程中的高度敏感性，揭開了催化材料在實際工作狀態(tài)中的真實面紗。這種原位同步輻射譜學技術同樣適用于研究其他光電能量轉化反應中催化材料表界面的動態(tài)過程，此項發(fā)現也為從原子尺度探究催化活性中心結構和反應機理提供了實驗基礎和理論指導，并為今后設計高效的能量轉化材料提供了新的思路。（記者陳華）

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責任編輯： 劉陽