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新型催化劑可將制氫成本降低80%

2019-05-14 來源:人民網  瀏覽:    關鍵詞:科普

13日,記者從浙江大學得知,該?;瘜W工程與生物工程學院侯陽研討員,經過將高度分散的鎳單原子錨定在氮―硫摻雜的多孔納米碳基底,設計開發出了一種單原子OER催化劑,能使電/光電催化水裂解析氧反響愈加高效,從而提升氫氣制備的效率。

這種新型催化劑可降低80%的制氫本錢,并大幅提升OER反響的穩定性。

該成果已被知名學術期刊《自然通訊》在線報道。

經過水裂解產生氧氣,進而構成氫氣,是最常見的氫氣制備辦法,其產生的電/光電催化析氧反響(OER),會限制整體的能量轉換效率。

此前有科研人員研討出了金屬銥作為催化劑來提升反響效率,但其價錢十分昂貴。

因而,研制出既保證催化效果又價錢低廉的替代品,成了學界面臨的難題。

侯陽課題組經過仿生學辦法,從資料的原子結構開端剖析。

他們發現葉綠體中存在一種金屬――氮配位卟啉結構,可搜集太陽能,應用光協作用氧化反響合成水,并釋放出氧氣。

侯陽引見,他們還經過剖析發現了鎳―氮配位摻雜的碳資料。

“在這一特殊結構中,四個氮原子‘拉著’金屬鎳原子,吸收氫氧根離子吸附,降低了各種中間環節的轉換難度,進而加速氧氣析出。

”侯陽稱,課題組創新性地用一個硫單原子交流了一個氮原子,進一步優化資料表面的電荷散布,同時采用特殊工藝,將鎳―氮資料“錨定”在碳基底上,規避了資料的不穩定性,最終使這種新型催化劑電極在堿性條件下表現出優秀的電催化水裂解析氧活性和穩定性。

“OER析氧反響是水裂解器件和金屬―空氣電池的中心過程”。

侯陽表示,這項成果或將助力新一代氫能汽車大范圍降低燃料本錢。

(記者江耘 實習生洪恒飛 通訊員柯溢能)

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