美研發(fā)低成本催化劑用于水分解制氫，產(chǎn)氫速率是原來的10倍

    目前用于水分解或水電解的最流行方法都依賴于貴金屬催化劑，不過，據(jù)外媒報道，美國洛斯阿拉莫斯國家實驗室（Los Alamos National Laboratory）和華盛頓州立大學(xué)（Washington State University）的科學(xué)家們組成了一個合作研究團隊，研發(fā)了一種采用更便宜、儲量更豐富材料的水分解系統(tǒng)。

    洛斯阿拉莫斯國家實驗室研究科學(xué)家Yu Seung Kim表示：“目前的水電解系統(tǒng)采用的是非常昂貴的催化劑，而我們的水電解系統(tǒng)中，采用鎳鐵基催化劑，價格更便宜，但是性能卻與昂貴催化劑相當?！?/p>

    現(xiàn)在大都采用一種稱為質(zhì)子交換膜水電解槽的設(shè)備來分解水，此種設(shè)備的產(chǎn)氫率很高，但是價格昂貴，要在酸性條件下工作，需要依賴鉑和銥等貴金屬催化劑以及鈦制成的耐腐蝕金屬板。

    該研究小組通過在堿性條件下或在利用陰離子交換膜電解槽的基本條件下分解水，以解決該問題，此種電解槽無需貴金屬催化劑。事實上，華盛頓州立大學(xué)機械和材料工程系教授Yuehe Lin領(lǐng)導(dǎo)的一個小組打造了一種基于鎳和鐵的催化劑，這兩種元素更便宜，而且儲量更豐富。

    Lin的團隊與洛斯阿拉莫斯國家實驗室的Kim共享了研發(fā)成果，使Kim的團隊研發(fā)出了一種可與該催化劑一起使用的電極粘合劑。該電極粘合劑是一種氫氧化物導(dǎo)電聚合物，能夠與催化劑結(jié)合，為快速電化學(xué)反應(yīng)提供高pH值的環(huán)境。

    將洛斯阿拉莫斯國家實驗室研發(fā)的電極粘合劑與華盛頓州立大學(xué)研發(fā)的催化劑結(jié)合，能夠?qū)⒅茪渌俾侍岣叩皆瓉黻庪x子電解槽制氫速率的近10倍，因而可與更昂貴的質(zhì)子膜電解槽的性能相媲美。

    根據(jù)美國能源部的數(shù)據(jù)，目前美國每年生產(chǎn)約1000萬噸氫氣，其中大部分都通過天然氣轉(zhuǎn)化工藝制成。研究人員表示，采用可再生能源發(fā)電，以分解水產(chǎn)氫可以帶來很大的經(jīng)濟和環(huán)境效益。

    研究人員表示：“分解水是一種清潔技術(shù)，但是也需要電來完成?，F(xiàn)在，我們有很多可再生能源，如風(fēng)能和太陽能，但是此類能源總是斷斷續(xù)續(xù)的，如，晚上就無法使用太陽能，不過，如果我們能夠在白天，利用額外的太陽能，并將其轉(zhuǎn)換成氫氣等其他能源，就非常有發(fā)展前景。”

    預(yù)計到2023年，全球產(chǎn)氫市場市值將達到1991億美元。氫能源的潛在市場包括大規(guī)模能源轉(zhuǎn)換、電網(wǎng)管理、汽車燃料電池等。研究人員估計，美國大約有600個風(fēng)電場可以直接連接到水電解系統(tǒng)。

    （來源：蓋世汽車）