新型催化剂可与铂媲美廉价制氢
- 发布时间：2014-11-08 02:32:13 来源：科技日报 责任编辑：罗伯特
科技日报讯 据物理学家组织网11月6日报道，美国斯坦福大学的化学工程师们设计出了一种在性能方面与铂比肩的廉价催化剂，能够让水通过电解作用产生纯净氢气，并试图通过这一过程来存储太阳能。该研究发表在德国科学刊物《应用化学》中。
如今，氢是被寄予厚望的能源，而水是生产纯氢的理想资源。斯坦福大学化学工程教授托马斯·哈拉米略和其研究助理雅各布·凯普斯高试图通过电解作用从水中释放出氢气，并利用这一过程来存储太阳能。但目前铂金依旧是水电解作用的最佳催化剂，但其成本高昂，为水电解这一制氢方式筑起了一道经济门槛。
去年，他们发现了硫化钼，这是在石油化工领域广泛采用的一种催化剂，其中的某些物质能够作为铂的替代品。如今他们在自己发现的基础上进一步研究，同样还是从石油化工中得到灵感，找到了一种用水制氢的更佳方案。
石油加工过程往往包含除硫这一环节，以减少酸雨产生的可能。在除硫过程中，一些硫原子会和炼油中使用的催化剂结合，反而增强了这些催化剂的活性。这让斯坦福研究团队产生了一个想法：如果他们直接将催化剂和硫原子放在一起，这会成为一种更好的催化材料么？
他们将硫原子加到可在电解作用中加快氢气产生的一种叫做磷化钼的催化剂里。加入硫原子后，磷化钼“升级”为硫磷化钼，它比它的“前身”在生产氢气上表现得更好。它的持久性更强，这在工业生产中非常重要，因为这些催化剂需要在长时间连续工作后仍保持性能。
由哈拉米略和凯普斯高制作的磷硫化钼催化剂是一项重大进步。它的稳定性和效率都可以与铂媲美。而且，他们的目标不仅仅是要制氢。现在还没有一种能够低成本、大规模存储太阳能的好方法，而在斯坦福研究者这里，由于电解水成本降低，问题迎刃而解——白天，太阳能电池板发电，对水进行电解，水被分解为氢气和氧气，太阳能可以转化为氢气被存储起来；晚上，这些氢气可以和氧气发生反应，将化学能转化为电能，继续供电。
哈拉米略指出，无论是之前还是现在的发现，都是了追求环境友好型能源，但这些发现的基础，均源于石油加工业。“将不同领域的技术结合起来令人振奋”。
（张盖伦）
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