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我國學者研制出顯著降低“水制氫”成本的新型催化劑

新華社 2019-06-08 17:25:05 0閱
新華社合肥6月8日電(記者徐海濤)氫能是一種高能、潔凈的可再生能源,通過電解水方式低成本、高效率地制備氫氣,是當前國際科研的熱點之一。近期,中國科學技術大學宋禮教授和江俊教授合作,創新思路設計出一種“松果結構”的鉑金屬催化劑,在制氫效果不變的情況下將鉑金屬的用量降低到傳統商業催化劑的約1/75。日前國際知名學術期刊《自然·能源》發表了該研究成果。
氫能被認為是一種“終極能源”,電解水是最被看好的制備方式之一。電解水的過程中需要使用催化劑,但在催化過程中卻存在原子“忙閑不均”的現象:參與反應的主要是鉑金屬催化劑表層的原子,內層的鉑原子卻在“無所事事”,導致資源浪費和成本高昂。
近期,中科大科研人員想到了一個好辦法,他們將之前扁平形的催化劑做成一顆顆球形的“松果”,使鉑原子位于“松果”的表面,保證了它們都身處“生產一線”。由此,以前的二維平面反應被改造成為三維立體反應。
實驗結果表明,當電解溶液中的反應物通過這種“松果形”催化劑時,形成氫氣的效率大大增加。在產氫量相同的情況下,這種新型催化劑所需要的鉑金屬,只有傳統商業催化劑的約1/75,大大降低了制氫成本。
據了解,這項研究同時深化了催化劑效果與結構之間關系的認知,為進一步優化催化劑性能指明了方向。
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