特温特大学的研究人员开发出一种新型复合材料,其性能优于单个化合物一到两个数量级。该复合材料由几种地球上丰富的元素组成,有可能在没有稀有和贵金属(如铂)的情况下用于高效制氢。研究人员在ACSNano杂志上发表了他们的发现。
绿色氢被视为未来的能源载体。实际上,氢提供了一种长期储存(绿色)能源的方法。这使得尽可能高效地生产它变得尤为重要。电解水是生产绿色氢气最可持续的方法之一。然而,使用目前的电解方法,我们需要大量稀有且昂贵的材料,或者该过程效率不够高。
“目前,最高效的电解槽含有铂和铱,它们是从水中产生氢气和氧气的电极所必需的。但是,铂,尤其是铱太稀有了。这就是我们一直在寻找电极材料的原因由更丰富的资源制成,也可以用作高效和稳定的电催化剂,”UT研究员ChrisBaeumer解释道。研究人员和他的团队在一种新材料中找到了他们正在寻找的东西,这种新材料是一种含有五种不同过渡金属的化合物。
单独而言,五种过渡金属在用作催化剂时仅具有中等活性。然而,研究人员发现,组合活性优于单个化合物高达680倍。Baeumer解释说,更高的活性令人惊讶。
“我们预计与传统复合材料相比,稳定性会有所提高,但当我们开始测试时,很快发现活性也高得多。与我们来自卡尔斯鲁厄(德国)和伯克利(美国)的合作伙伴合作,我们发现在所谓的协同效应中,各个过渡金属可能会相互‘帮助’,使组合材料优于其各部分的总和。”
这些新发现并不意味着我们可以直接用这种新材料替换所有电极。将五种不同的材料结合起来很复杂,目前仅在实验室环境中测试了该活性。
“我们正在将一种新发现的复合材料与针对大规模生产优化的材料进行比较,这意味着我们的新材料仍需要在工业规模上进行测试。然而,通过一些调整和进一步的研究,这种过渡金属的组合具有潜力以超越目前可用的替代品,”UT博士后ShuNi解释说,他正在领导材料优化的这些未来发展。