新型雙功能催化劑有望高效生產綠氫
新催化劑示意圖。圖片來源：蔚山科學技術院
韓國科學家利用釕、硅和鎢等，開發出一種新型雙功能水電解催化劑。與傳統的鉑或銥催化劑相比，新催化劑有望以更具成本效益且環境友好的方式，穩定高效生產高純度綠氫。相關研究論文發表于新一期《先進材料》雜志。
研究團隊指出，盡管經過數十年的深入研究，用于酸性水分解的催化劑仍然依賴鉑和銥等金屬。這些金屬稀缺、昂貴且可持續性差。與鉑和銥相比，釕的生產成本和溫室氣體排放量都相對較低，因此備受關注。但在酸性條件下，釕金屬催化劑對析氫反應的活性相對較低，對析氧反應的穩定性也較低，商業應用面臨困難。
在最新研究中，蔚山科學技術院和韓國科學技術院的聯合團隊，在釕原子周圍摻雜鎢和硅，開發出一種基于釕、硅和鎢的雙功能新型催化劑。通過提高質子在催化劑表面的吸附強度，催化劑的反應能力得以快速提升。與市售的鉑催化劑相比，新催化劑具有更高的析氫反應活性。而且，新催化劑即使在高腐蝕酸性環境中也表現出非凡的耐用性。
此外，厚度為5到10納米的鎢薄膜保護了釕的催化位點，提高了其穩定性。研究團隊使用酸度為0.3的酸性電解質，將10毫安電流注入1平方厘米電極內。結果顯示，即使運行100小時后，新催化劑的性能仍穩定如初。
研究人員表示，這種三元素催化劑的開發意義重大，因為它有可能同時取代昂貴的鉑和銥，來生產高純度綠氫。
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