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新復合催化劑可高效分解水制氫
來源:科技日報   發布者:左麗媛   日期:2016-09-21   今日/總瀏覽:2/2773

美國休斯頓大學官網19日發布公告稱,該校研究人員聯合加州理工大學的同行,發現了一種能高效分解水制氫的新型復合催化劑,水制氫效率已達實用水平,且成本低、無毒,有望克服水制氫的難題,推動氫燃料電池的發展。

這種復合催化劑由鉬硒化硫和多孔的硒化鎳組成。鉬硒化硫屬層狀過度金屬硫化物催化劑(LTMDs),其邊緣部分催化活性最高,為了提高催化效能,需要將LTMDs更多的邊緣暴露出來。但到目前為止,還沒有將催化性能提升到實用水平。

此次,領導該研究的休斯頓大學物理學教授任志鋒介紹說,他們在研究中將鉬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更多,覆蓋在其上的鉬硒化硫也會隨之增加催化反應的邊緣位點,集兩者之所長,進而大大提高了水制氫效率。商業運用廣泛的鎳泡沫還大大降低了復合催化劑的制造成本。

目前水制氫最高效的還是鉑催化劑,但鉑是稀有金屬,很難提取,用來制氫太過昂貴。研究人員一直在尋找低成本水制氫方法,但效果都不理想?,F有通過甲烷和煤燃氣的制氫過程會增加碳排放。

新復合催化劑似乎讓人們看到了水制氫走入實用的希望。發表在《自然·通訊》雜志上的研究論文介紹了新催化劑的測試結果:外加69毫伏的電壓,復合催化劑就能產生每平方厘米10毫安的電流密度,遠遠超過之前同類研究的催化劑性能,而且這個電流量完全可以將陰極附近的水分解成氫。

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


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