使得制备氢气更加廉价高效

中化新网讯 氢燃料电池汽车以其高效、节能、环保，在不久前李克强总理访日时曾引起了国人的强烈关注。氢能源作为一类高能量密度的可再生清洁能源，在解决能源与环境问题领域具有巨大优势。而用电解水方法制备氢气时，以往多使用成本高昂、储量稀少的贵金属催化剂(如氧化铱催化剂等)。日前，新利18彩票 开发出了一种新型的非贵金属催化剂，以代替传统的氧化铱催化剂。这种反钙钛矿基的新型非贵金属催化剂不仅催化活性高，稳定性好，降低了能耗，而且与储量匮乏、成本高昂(600元/克)的氧化铱相比，价格仅为氧化铱的千分之一，可谓是物美价廉。这一研究成果日前在Nature Communications上发表。

据研究团队周嵬教授介绍，反钙钛矿(结构式为AXB3)结合了钙钛矿结构的灵活性和过渡金属氮(碳)化物高导电性、优异电催化性等优点，理论上来说是一种很有发展潜力的析氧反应电催化剂。然而，和钙钛矿材料有着类似的瓶颈，就是其成相温度高达几百甚至上千摄氏度，导致材料烧结严重，比表面积低下，活性位点暴露极少。有鉴于此，该研究团队首先设计了一个Cu富余的CuNNi3复合的反钙钛矿催化剂，随后利用Fe3+和Cu，Ni进行反应，开发出了一种多孔的，具有核壳结构的Cu1-xNNi3-y/FeNiCu复合催化剂。该催化剂仅需要比热力学理论电压高出0.23 V的电压，即可驱动析氧反应的发生，同时该催化剂也展现了良好的稳定性，不易溶解。该项工作不仅给科研界的基础研究提供了一种全新的设计思路，同时，开发出来的新型非贵金属催化剂兼具极高的催化活性与稳定性，价格仅为氧化铱的千分之一，在实际应用中显示出了极大的应用前景。

据论文第一作者朱艳萍介绍，电解水制氢的时候，阴极和阳极都会发生反应，阴极产氢气，阳极产氧气。阳极的反应很慢，会限制整体的催化效率，“所以我们开发的这种阳极的非贵金属催化剂，使得产氧气的速度变快了，这样，产氢气就不会被拖后腿了，制备氢气的整体效率也大大提高了。”

新利18彩票 邵宗平教授和周嵬教授团队多年来一直致力于研究钙钛矿(结构式为ABX3)材料在能源转换与存储中的应用。钙钛矿可谓是科研界的“明星”材料，其结构灵活可调、组成元素种类众多且来源丰富，在包括电解水等众多的能源转换与存储领域有着极大的应用前景。继该团队去年在Science子刊(Science Advances)发表钙钛矿基电解水催化剂的重大突破后，今年，他们首次将反钙钛矿材料成功应用到电解水领域，并取得可喜的成果。该研究成果日前在Nature Communications上发表。

2018年6月27日《中化新网》：http://www.ccin.com.cn/ccin/news/2018/06/27/380017.shtml