新型催化剂提供了一种更经济的海水制氢方法

Techpai 9月 11, 2022 8.23k 浏览 0

近年来，氢作为一种潜在的清洁能源引起了人们的关注，因为它燃烧时不会产生破坏气候的排放物。然而，传统的氢气生产方法具有大量的碳足迹，而更清洁的方法价格昂贵且技术复杂。一种新型催化剂提供了一种更经济的海水制氢方法。

现在，研究人员正在报告一项重大进展，即一种双电极催化剂，休斯敦大学 (UH) 的研究人员与华中师范大学和香港中文大学的同事一起开发了一种双电极催化剂，一种能够在低电压下分解淡水和海水的单一催化剂，该催化剂依靠一种化合物从海水中高效地产生氢气和氧气和淡水。相关研究工作发表在 RSC 杂志能源与环境科学上。

以前对这种双功能催化剂将水分解成氢气和氧气的尝试通常导致两种功能之一的性能不佳。使用两种单独的催化剂会起作用，但会增加催化剂的制造成本。

研究人员使用镍/钼/氮化合物，用少量铁调整并在镍泡沫上生长，以有效地产生氢气，然后通过循环电压引发的电化学重建过程，转化为产生类似强大功能的化合物析氧反应。

研究人员表示，对析氢反应 (HER) 和析氧反应 (OER) 使用单一化合物——尽管在重建过程中略有改变——不仅使水分解更实惠，而且还简化了工程挑战。

大多数材料最适合 HER 或 OER，但两种反应都需要完成化学反应并从水中产生氢气。这种新型催化剂不仅可以使用单一催化剂实现高效运行，而且在海水和淡水中同样有效。这与有史以来最好的现有催化剂相当。

使用碱性海水并在准工业条件下运行，该催化剂在海水中仅使用 1.56 伏电压即可提供 1,000 毫安/平方厘米的电流密度，并在 80 小时的测试中保持稳定。

该催化剂在海水中的强大性能可以解决一个问题：大多数可用的催化剂在淡水中效果最好。分裂海水更加复杂，部分原因是与盐和其他矿物质相关的腐蚀。新催化剂还可以产生纯氧，避免了某些催化剂产生的腐蚀性氯气的潜在副产物。获取更多前沿科技研究进展访问：https://byteclicks.com

催化剂在相对较低的电压下报告的强电流密度降低了生产氢气的能源成本。

通过使用一种材料——经过铁调整的镍/钼/氮化合物——用于 HER，然后使用循环电压触发电化学重建，以产生稍微不同的材料，即用于 OER 的氧化铁/钼/氧化镍，研究人员消除了对第二种催化剂的需求，同时也简化了工程要求。

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