氢环保未来可期 科学家研发出高效低成本水电解新催化体系

近年来，随着对可再生能源的不断追求，水电解技术作为一种清洁能源生产手段备受瞩目。然而，传统的酸性水分解催化剂却因依赖于昂贵且不可持续的金属如铂和铱而面临着挑战。在这一背景下，科学家最近取得了一项重大突破，成功开发出一种全新催化剂，为高效、环保的绿氢生产打开了新的可能性。

韩国科学家最近开发出一种新型双功能水电解催化剂，该催化剂利用钌、硅和钨等元素制成。与传统的铂或铱催化剂相比，这种新催化剂具有更高的成本效益和环境友好性，能够稳定高效地生产高纯度的绿氢。相关研究成果已发表在《先进材料》杂志上。

研究团队指出，虽然酸性水分解的催化剂已经经过数十年的深入研究，但仍然依赖于稀缺、昂贵且可持续性差的铂和铱等金属。相比之下，钌的生产成本和温室气体排放量较低，因此备受关注。然而，在酸性条件下，钌金属催化剂对析氢反应的活性较低，对析氧反应的稳定性也较差，商业应用面临困难。

为了解决这个问题，蔚山科学技术院和韩国科学技术院的联合团队开发出了一种基于钌、硅和钨的双功能新型催化剂。通过在钌原子周围掺杂钨和硅，催化剂的质子吸附强度得以提高，从而快速提升催化剂的反应能力。与市售的铂催化剂相比，这种新催化剂具有更高的析氢反应活性，并且即使在高腐蚀酸性环境中也表现出非凡的耐用性。

此外，研究团队还采用了厚度为5到10纳米的钨薄膜来保护钌的催化位点，提高了催化剂的稳定性。研究人员使用酸度为0.3的酸性电解质，在1平方厘米的电极内注入10毫安电流。结果显示，即使运行100小时后，新催化剂的性能仍然保持稳定。

这种新型双功能水电解催化剂的开发具有重要意义，因为它有可能同时取代昂贵的铂和铱，用于生产高纯度的绿氢。