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新復(fù)合催化劑可高效分解水制氫

作者:宋檢 時(shí)間:2022-11-24 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

美國(guó)休斯頓大學(xué)官網(wǎng)19日發(fā)布公告稱,該校研究人員聯(lián)合加州理工大學(xué)的同行,發(fā)現(xiàn)了一種能高效分解水制氫的新型復(fù)合催化劑,水制氫效率已達(dá)實(shí)用水平,且成本低、無(wú)毒,有望克服水制氫的難題,推動(dòng)氫燃料電池的發(fā)展。

這種復(fù)合催化劑由鉬硒化硫和多孔的硒化鎳組成。鉬硒化硫?qū)賹訝钸^(guò)度金屬硫化物催化劑(LTMDs),其邊緣部分催化活性*高,為了提高催化效能,需要將LTMDs更多的邊緣暴露出來(lái)。但到目前為止,還沒(méi)有將催化性能提升到實(shí)用水平。

此次,領(lǐng)導(dǎo)該研究的休斯頓大學(xué)物理學(xué)教授任志鋒介紹說(shuō),他們?cè)谘芯恐袑f硒化硫覆蓋到三維的多孔硒化鎳泡沫上,這種多孔泡沫暴露的邊緣位點(diǎn)更多,覆蓋在其上的鉬硒化硫也會(huì)隨之增加催化反應(yīng)的邊緣位點(diǎn),集兩者之所長(zhǎng),進(jìn)而大大提高了水制氫效率。商業(yè)運(yùn)用廣泛的鎳泡沫還大大降低了復(fù)合催化劑的制造成本。

目前水制氫*高效的還是鉑催化劑,但鉑是稀有金屬,很難提取,用來(lái)制氫太過(guò)昂貴。研究人員一直在尋找低成本水制氫方法,但效果都不理想。現(xiàn)有通過(guò)甲烷和煤燃?xì)獾闹茪溥^(guò)程會(huì)增加碳排放。

新復(fù)合催化劑似乎讓人們看到了水制氫走入實(shí)用的希望。發(fā)表在《自然·通訊》雜志上的研究論文介紹了新催化劑的測(cè)試結(jié)果:外加69毫伏的電壓,復(fù)合催化劑就能產(chǎn)生每平方厘米10毫安的電流密度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)之前同類研究的催化劑性能,而且這個(gè)電流量完全可以將陰*附近的水分解成氫。

研究人員表示,后續(xù)研究完全能將復(fù)合催化劑需要的外加電壓降到40毫伏,這個(gè)與鉑催化劑32毫伏工作電壓已非常接近。更重要的是,復(fù)合催化劑反復(fù)使用1000次仍能在此電壓工作,而且成本低、對(duì)環(huán)境無(wú)毒害、效率高,這些水制氫要求的條件,新復(fù)合催化劑都已具備。

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