低成本耐腐蝕催化劑可降低電解水制氫的成本
時間:2020-11-09 18:22來源:蓋世汽車 作者:余秋云
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（圖片來源：韓國科學技術研究院）
推動以氫燃料汽車為代表的氫經濟發展的關鍵是以低成本生產可以發電的氫氣。制氫的方法有很多，如捕獲副產品氫氣、重組化石燃料獲取氫氣以及電解水制氫。其中，電解水制氫的方法是一種環保的方法，但是其中催化劑的使用是決定其效率和價格競爭力最重要的因素。因為，電解水裝置需要使用鉑（Pt）催化劑，以加速產氫反應以及提升耐用性。不過，雖然該催化劑的性能很好，但其成本很高，在價格方面不如其他制氫方法有競爭力。
根據電解質在水中的溶解狀況，電解水裝置也會不同。例如，采用質子交換膜（PEM）的裝置，即使采用過渡金屬制成的催化劑，而不是昂貴的鉑基催化劑，也能夠實現高速率的產氫反應。因此，有很多研究都專注于將該技術實現商業化。不過，雖然此類研究專注于實現高反應活性，但是提高此類易在電化學環境中腐蝕的過渡金屬耐久性的研究卻被忽視了。
據外媒報道，韓國科學技術研究院（KIST）的一個研究小組研發了一種催化劑，由具備長期耐久性的過渡金屬制成，可以提高制氫效率，而且還通過克服非鉑催化劑的耐久性問題，無需使用到鉑。
該研究小組利用噴霧熱解工藝，將少量鈦（Ti）注入到低成本過渡金屬磷化鉬（MoP）中。由于鉬價格低廉，且易于處理，因而常被用作能量轉換和儲能設備的催化劑，但是其弱點是容易被氧化，進而腐蝕。
研究人員發現，在催化劑合成過程中，每種材料的電子結構完全得以重構，最終實現了與鉑催化劑相同的析氧反應（HER）活性。電子結構的改變解決了高腐蝕性的問題，因此該催化劑比現有的過渡金屬基催化劑的耐久性提高了26倍，可加速實現非鉑催化劑的商業化。
(責任編輯：子蕊)
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