松山湖材料实验室刘利峰研究员课题组最新AFM：电解海水制氢耦合电化学硫离子氧化制备多色硫量子点

背景：硫量子点（SQDs）作为一类非金属、生物相容性优异的发光纳米材料，在生物成像、传感、光催化、光电子器件等领域应用广泛，但传统合成方法普遍存在反应条件苛刻、能耗高、规模化困难等问题。同时，海水电解制氢是解决全球能源危机的重要途径之一，但传统海水电解面临阳极析氯反应（CER）干扰、电解能耗居高不下等技术瓶颈，严重制约其产业化进程。研究目的：松山湖材料实验室刘利峰研究员课题组联合中国地质大学（北京）开发了一种新型混合海水电解制氢耦合多色硫量子点制备技术，旨在通过钴单原子催化剂（Co-SAs-PNC）驱动硫离子氧化反应（SOR），在实现低能耗制氢的同时，将阳极产生的多硫化物转化为高附加值多色硫量子点。结论：该技术成功解决了传统制备硫量子点反应条件苛刻、能耗高、规模化困难以及海水电解能耗高、析氯干扰所面临的挑战。开发的Co-SAs-PNC单原子催化剂展现出卓越的SOR活性，构建的膜电极（MEA）流动电解池在500 mA cm-2下可稳定运行超450 h，制氢能耗仅2.3 kWh m-3 H2，较传统海水电解降低50%以上。阳极产物经简单的PEG辅助钝化处理，即可获得平均粒径为3 nm、发光颜色可在蓝-绿区间调控的硫量子点。该工作为可持续生产SQDs开辟了新途径，并显著提升了海水电解制氢技术的经济可行性。