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新型催化剂可将制氢成本降低80%

2019-05-14 来源:人民网  浏览:    关键词:科普

13日,记者从浙江大学得知,该校化学工程与生物工程学院侯阳研讨员,经过将高度分散的镍单原子锚定在氮―硫掺杂的多孔纳米碳基底,设计开发出了一种单原子OER催化剂,能使电/光电催化水裂解析氧反响愈加高效,从而提升氢气制备的效率。

这种新型催化剂可降低80%的制氢本钱,并大幅提升OER反响的稳定性。

该成果已被知名学术期刊《自然通讯》在线报道。

经过水裂解产生氧气,进而构成氢气,是最常见的氢气制备办法,其产生的电/光电催化析氧反响(OER),会限制整体的能量转换效率。

此前有科研人员研讨出了金属铱作为催化剂来提升反响效率,但其价钱十分昂贵。

因而,研制出既保证催化效果又价钱低廉的替代品,成了学界面临的难题。

侯阳课题组经过仿生学办法,从资料的原子结构开端剖析。

他们发现叶绿体中存在一种金属――氮配位卟啉结构,可搜集太阳能,应用光协作用氧化反响合成水,并释放出氧气。

侯阳引见,他们还经过剖析发现了镍―氮配位掺杂的碳资料。

“在这一特殊结构中,四个氮原子‘拉着’金属镍原子,吸收氢氧根离子吸附,降低了各种中间环节的转换难度,进而加速氧气析出。

”侯阳称,课题组创新性地用一个硫单原子交流了一个氮原子,进一步优化资料表面的电荷散布,同时采用特殊工艺,将镍―氮资料“锚定”在碳基底上,规避了资料的不稳定性,最终使这种新型催化剂电极在碱性条件下表现出优秀的电催化水裂解析氧活性和稳定性。

“OER析氧反响是水裂解器件和金属―空气电池的中心过程”。

侯阳表示,这项成果或将助力新一代氢能汽车大范围降低燃料本钱。

(记者江耘 实习生洪恒飞 通讯员柯溢能)

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