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“裂水制氢”突破在即?全新催化剂将产氢效率提高近8倍

2023-10-16
来源: 科创板日报
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财联社10月16日讯(编辑 黄君芝)为了让汽车更广泛地使用氢燃料,并使氢成为一种可靠的能源替代品,降低其生产成本至关重要。而这一目标的核心是优化电解-析氢过程的效率,该过程简单而言就是从水中产生氢。

最近,韩国浦项科技大学(POSTECH)的研究小组在这方面取得了突破。他们通过开发出铂纳米催化剂,大幅提高了绿色能源氢的生产效率。最新研究成果已于近期发表在了《Angewandte Chemie》上。

他们通过逐步沉积两种不同的金属来完成这一壮举。一直以来,在催化剂表面的特定位置选择性地沉积不同的材料,都是科学家们所面临的难题。在新研究中,他们开发了一种新型纳米反应器,可以精细地控制沉积在二维平面纳米晶体上的金属的位置。

此外,他们还设计了一种纳米级的精细沉积工艺,可以用不同的材料覆盖2D铂纳米晶体的不同方面。这种新方法导致了“铂-镍-钯”三金属杂化催化剂材料的发展,通过连续沉积,分别用钯和镍纳米薄膜选择性地覆盖二维铂纳米晶体的平面和边缘。

研究人员称,混合催化剂具有不同的镍/铂和钯/铂界面,有利于水分裂和氢分子生成过程。因此,这两个不同过程的协同发生显着提高了电解析氢的有效性。

研究结果表明,三金属混杂纳米催化剂的催化活性比传统铂碳催化剂提高了7.9倍。此外,新型催化剂表现出显著的稳定性,即使在50小时的反应时间后仍保持其高催化活性。

研究人员说,“克服了过程中的困难,成功开发出了在混合材料上形成的和谐异质界面。我们希望研究结果能在开发优化催化材料方面得到广泛应用。”

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