近日，中科院大連化物所研究員韓洪憲、中科院院士李燦團(tuán)隊(duì)與日本理化學(xué)研究所合作，研發(fā)出一種可在強(qiáng)酸條件下長壽命電催化分解水的廉價(jià)電催化劑，有望在大規(guī)模可再生能源制氫技術(shù)中應(yīng)用。相關(guān)研究成果發(fā)表于《德國應(yīng)用化學(xué)》。
利用光伏發(fā)電驅(qū)動電解水（PV-E）制氫，是目前最有希望的大規(guī)模利用可再生能源的制氫技術(shù)。在眾多電解水技術(shù)中，質(zhì)子交換膜（PEM）電解水技術(shù)受到廣泛關(guān)注。但是，在PEM強(qiáng)酸條件下工作時(shí)，大部分催化劑會不穩(wěn)定。目前，只有貴金屬銥（Ir）能在PEM酸性環(huán)境下穩(wěn)定工作，這極大限制了PEM電解水技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用。因此，開發(fā)能夠取代貴金屬的廉價(jià)、高效且穩(wěn)定的電解水催化劑，對發(fā)展大規(guī)模低成本PEM電解水制氫技術(shù)尤為關(guān)鍵。
研究人員基于前期的探索發(fā)現(xiàn)了γ型二氧化錳（γ-MnO2）在特殊電位窗口范圍內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)酸條件下穩(wěn)定電催化水分解，并實(shí)現(xiàn)了8000多小時(shí)的長壽命工作。在此基礎(chǔ)上，研究人員還利用原位光譜電化學(xué)等方法，系統(tǒng)研究了這種催化劑在強(qiáng)酸性條件下電催化水分解反應(yīng)的機(jī)理。
最后得出結(jié)論，γ-MnO2非貴金屬電催化劑可以實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)酸條件下長壽命分解水，為發(fā)展廉價(jià)、穩(wěn)定、高效的分解水制氫催化劑開啟了新的思路。
?。?a >原載于《中國科學(xué)報(bào)》2019-04-09 第04版）
