新型催化劑可與鉑媲美廉價制氫
- 發佈時間：2014-11-08 02:32:13 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報訊 據物理學家組織網11月6日報道，美國斯坦福大學的化學工程師們設計出了一種在性能方面與鉑比肩的廉價催化劑，能夠讓水通過電解作用産生純凈氫氣，並試圖通過這一過程來存儲太陽能。該研究發表在德國科學刊物《應用化學》中。
如今，氫是被寄予厚望的能源，而水是生産純氫的理想資源。斯坦福大學化學工程教授托馬斯·哈拉米略和其研究助理雅各布·凱普斯高試圖通過電解作用從水中釋放出氫氣，並利用這一過程來存儲太陽能。但目前鉑金依舊是水電解作用的最佳催化劑，但其成本高昂，為水電解這一制氫方式築起了一道經濟門檻。
去年，他們發現了硫化鉬，這是在石油化工領域廣泛採用的一種催化劑，其中的某些物質能夠作為鉑的替代品。如今他們在自己發現的基礎上進一步研究，同樣還是從石油化工中得到靈感，找到了一種用水制氫的更佳方案。
石油加工過程往往包含除硫這一環節，以減少酸雨産生的可能。在除硫過程中，一些硫原子會和煉油中使用的催化劑結合，反而增強了這些催化劑的活性。這讓斯坦福研究團隊産生了一個想法：如果他們直接將催化劑和硫原子放在一起，這會成為一種更好的催化材料麼？
他們將硫原子加到可在電解作用中加快氫氣産生的一種叫做磷化鉬的催化劑裏。加入硫原子後，磷化鉬“升級”為硫磷化鉬，它比它的“前身”在生産氫氣上表現得更好。它的持久性更強，這在工業生産中非常重要，因為這些催化劑需要在長時間連續工作後仍保持性能。
由哈拉米略和凱普斯高製作的磷硫化鉬催化劑是一項重大進步。它的穩定性和效率都可以與鉑媲美。而且，他們的目標不僅僅是要制氫。現在還沒有一種能夠低成本、大規模存儲太陽能的好方法，而在斯坦福研究者這裡，由於電解水成本降低，問題迎刃而解——白天，太陽能電池板發電，對水進行電解，水被分解為氫氣和氧氣，太陽能可以轉化為氫氣被存儲起來；晚上，這些氫氣可以和氧氣發生反應，將化學能轉化為電能，繼續供電。
哈拉米略指出，無論是之前還是現在的發現，都是了追求環境友好型能源，但這些發現的基礎，均源於石油加工業。“將不同領域的技術結合起來令人振奮”。
（張蓋倫）
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