19日从西湖大学获悉，该校人工光合作用与太阳能燃料中心孙立成教授团队成功合成可用于电解水制氢的非贵金属催化剂——CAPist-L1。这一新型催化材料浸在碱性水中，在安培级电流密度下稳定工作超过19000小时后，表面仍源源不断地产生气泡，尚无衰退的迹象，其催化效率和稳定性远优于已公开报道过的催化剂。相关成果近日发表于国际学术期刊《自然·催化》上。
在低温电解水制氢技术中，阴离子交换膜电解水制氢具有电解效率高、响应速度快和成本低等特点，但受制于氧气析出反应（OER）催化剂难以在大电流密度下维持太久这一问题，一直没有实现工业化。
孙立成介绍，此次研究纯属偶然。一次，团队成员在利用浸泡法制备镍铁基OER催化剂时，把乙醇（酒精）当作去离子水使用，结果发现在泡沫镍上长出来的催化剂OER性能非常不错。在电镜视角下，这一催化剂如同花朵般层层叠叠，因此被命名为“绣球花”。
基于“绣球花”良好的催化表现，研究团队随即从理论层面进行探索，进而不断完善优化制备方案，成功开发了一种基于非均匀形核液相体系的催化剂制备工艺。在机制研究方面，研究团队通过对CAPist-L1成分、结构和形貌等逐项分析，发现在催化层和金属基底之间存在一层致密过渡层。正是致密过渡层的存在，将催化层牢牢地锚定在金属基底上，提升了催化剂的活性和稳定性。
值得期待的是，因制备工艺简单、成本低廉、可重复度高、易放大化制备且具备超高OER活性和稳定性，CAPist-L1展现出优良的工业化应用前景。
