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韩国研发低成本耐腐蚀催化剂 可降低电解水制氢的成本

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时间:1900/1/1 0:00:00

推动以氢燃料汽车为代表的氢经济发展的关键是生产能够低成本发电的氢气。制氢的方法有很多,如捕获副产物氢气、重组化石燃料以获得氢气、电解水以产生氢气。其中,电解水制氢是一种环保的方法,但催化剂的使用是决定其效率和价格竞争力的最重要因素。因为电解水装置需要使用铂催化剂来加速制氢反应并提高耐久性。然而,尽管该催化剂具有优异的性能,但其成本较高,并且在价格方面不如其他制氢方法具有竞争力。

发现

根据电解质在水中的溶解度,电解水装置也可以变化。例如,即使使用由过渡金属制成的催化剂而不是昂贵的铂基催化剂,使用质子交换膜的设备也可以实现高速制氢反应。因此,许多研究都集中在将这项技术商业化上。然而,尽管这类研究侧重于实现高反应性,但提高易在电化学环境中腐蚀的过渡金属的耐久性的研究却被忽视了。据外媒报道,韩国科学技术院的一个研究小组开发了一种由过渡金属制成的具有长期耐久性的催化剂,该催化剂可以通过克服非铂催化剂的耐久性问题来提高制氢效率并消除对铂的需求。研究团队使用喷雾热解工艺将少量钛注入低成本的过渡金属磷化钼中。钼由于价格低廉且易于处理,经常被用作能量转换和储存设备的催化剂。然而,它的弱点是容易被氧化和腐蚀。研究人员发现,在催化剂合成过程中,每种材料的电子结构都被完全重建,最终实现了与铂催化剂相同的析氧活性。电子结构的改变解决了高腐蚀性的问题,因此该催化剂的耐久性是现有过渡金属基催化剂的26倍,可以加速非铂催化剂的商业化。

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