阿卜杜拉國王科技大學(KAUST)的一個研究團隊開發了一種電解水清潔制氫方法,電化學催化劑用于海水析氫效率高且穩定。
雖然海水資源豐富,但海水制氫的最主要挑戰在于,析氫和析氧催化劑在海水中的性能無法與使用淡水相比。因為海水中含有高腐蝕性的氯離子,會引起復雜反應,與析氧反應相競爭。氯離子產生的次氯酸鹽等會導致副反應和催化劑中毒。當電解海水制氫時,兩電極上進行穩定和有效的反應是非常重要的,氯離子的存在是一項重要挑戰。根據KAUST研究團隊負責人Zhang Huabin的說法,形成次氯酸鹽的操作電壓與工業析氧反應相比略低,因此有可能會形成次氯酸鹽。
克服這個問題的一種方法是設計低壓操作的特殊陽極催化劑。研究人員發現,由于催化劑中金屬組分之間的協同作用,鎳銥單層陽極催化劑在海水中表現出很強的性能和穩定性。最終,該研究團隊創造性地制備了一種納米反應器,在淡水和海水中都表現出高電催化活性和穩定性。該納米反應器的分級結構能夠將電解反應和副反應隔離開來。
研究人員目前正在設計具有特殊結構的先進催化劑,更為穩定地將海水轉化為能量。此外,為了推動清潔制氫技術未來的發展和大規模商業化,他們正在探索海水電解更多的奧秘。他們的成果發表在《Chem Catalysis》雜志上。
[韓宇摘譯自Hydrogen Fuel News,2022-11-08]