氢能是一种高能、清洁、可再生的能源,被认为是“终极能源”。通过电解水方式低成本、高效率地制备氢气,是当前国际科研的热点之一。水电解过程中需要催化剂,但在催化过程中存在原子“忙闲不均”的现象:参与反应的主要是铂金属催化剂表层的原子,内层的铂原子却在“无所事事”,造成资源浪费和成本高昂。

非零氢催化剂是哪种工艺(我国科学家研发出水制氢新型催化剂)(1)

最近,中国科学技术大学宋礼教授和江俊教授合作,设计了一种“松果结构”的铂金属催化剂。他们将以前的扁平催化剂制成球形“松果”,将铂原子置于“松果”表面,确保它们处于“生产一线”。由此,将以前的二维平面反应转化为三维立体反应。

非零氢催化剂是哪种工艺(我国科学家研发出水制氢新型催化剂)(2)

实验结果表明,当电解液中的反应物通过“松果形”催化剂时,制氢效率大大提高。在相同的制氢条件下,新催化剂所需的铂金属仅为传统商业催化剂的1/75左右,大大降低了制氢成本。据了解,这项研究同时加深了对催化剂效果与结构关系的理解,为进一步优化催化剂性能指明了方向。

6月3日国际知名学术期刊《自然⋅能源》发表了相关研究成果。

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