中国科学技术大学国家实时电磁辐射实验室教授姚涛、韦世强课题组和化学与材料科学学院教授杨金龙课题组合作，发展了原位实时电磁辐射XAFS技术，融合理论计算出来，首次准确辨别出有钴基催化剂在电催化析氢反应过程中，活性位点的现实结构和动态演化过程，为说明了催化剂过程秘密、提升能源转化成效率获取了有力方案。研究成果1月1日在线公开发表于《大自然—催化剂》。

从水中分解成出有洗手无污染且可再生的能源氢，是解决问题能源问题的一个广为期望的方案，其中催化剂材料的参予必不可少，它是提高能量转化成效率的关键。开发利用催化剂过程的奥妙，理解催化剂材料在实际工作状态下的现实结构，是当今科学界和工业界注目的前沿热点。催化反应过程往往再次发生在材料的表格界面，但在工业实际应用于的电催化能量转化成反应环境中，由于催化剂材料与电解质溶液认识的宜—液表界面处的活性中心和导电反应物的浓度极低，以及活性位结构随另加电场的动态变化，给观测现实反应活性位点的结构和中间过渡态造成了相当大艰难。高亮度的先进设备实时电磁辐射光源为解决问题这一难题获取了手段。

“高度灵敏的实时电磁辐射X射线吸取精细结构谱学技术，需要在原位动态在线观测正处于工作状态的催化剂的‘一举一动’。”姚涛说道。研究团队相结合合肥、北京和上海实时电磁辐射光源创建测试装置，动态监测高度皆一的钴基单原子催化剂材料，在碱性电催化析氢反应环境下原子和电子结构的演进过程，明晰地跟踪了钴原子位点在电催化析氢反应过程中的本征活性结构及其再次发生的结构重组。

该研究利用原位实时电磁辐射谱学技术找到了活性位在电催化反应过程中的高度敏感性，揭露了催化剂材料在实际工作状态中的现实面纱。这种原位实时电磁辐射谱学技术某种程度限于于研究其他光电能量转化成反应中催化剂材料表格界面的动态过程，并为从原子尺度探究催化活性中心结构和反应机理获取了实验基础和理论指导，为设计高效的能量转化成材料获取了新的思路。

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