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休斯顿大学开发新型廉价高效水解催化剂

2017-05-18 336浏览 标签: 催化剂

2017年5月15日,美国休斯顿大学物理学家开发了一种可以将水分解成氢和氧的新型催化剂,这种催化剂由易于获得的低成本材料构成,比此前的催化剂更加有效。

休斯顿大学德州超导中心首席科学家Paul C. W. Chu表示:“氢是我们地球上最清洁的一次能源,如果使用催化剂能够将氢与氧分开的话,那么水将是最丰富的氢源。”

该研究团队通过在导电泡沫镍基底上生长偏磷酸亚铁制备的高效催化剂比此前的贵金属催化剂更具效率,并且生产成本更低。

Zhifeng Ren教授表示:“这种新型催化剂成本更低、性能更好。此前,也有一些催化剂性能很好,但是仅可以稳定工作1至2小时。”这种新型催化剂耐久性极佳,可进行1万次循环工作20小时以上。

尽管理论上很简单,但将水分解成氢气和氧气是一个复杂的过程,需要两个独立的反应,每个反应需要单独的电极。虽然氢是更有价值的组分,但是氢无法在不产生氧的情况下制备。虽然有效的氢气催化剂已经存在,但是缺乏廉价且高效的氧气催化剂已经成为这一领域的瓶颈。

研究人员表示,析氧反应往往取决于贵金属催化剂,包括铱、铂或钌。但是这些催化剂昂贵且不易获得。“在这项工作中,我们开发了一种含量丰富的高活性稳定催化剂,甚至超过了贵金属元素。我们的发现可能导致通过水电解制备氢气变得更加经济可行。”

水分解可以通过电流或光催化进行,并使用太阳能触发。直接的太阳能水分解效率过低,这是因为水只能吸收光谱的一小部分造成的。Zhifeng Ren教授表示,理想情况下,太阳能将用于产生分解水所需的电力。

 

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