俄羅斯托木斯克理工大學(xué)(TPU)與吉林大學(xué)(中國長春)的科學(xué)家共同研制出一種用于從水中制取氫氣的有效且長壽命催化劑。據(jù)研發(fā)者稱，新型催化劑的耐久性和穩(wěn)定性是同類更貴產(chǎn)品的七倍，這有助于提高從水中制氫的產(chǎn)量，用于化學(xué)工業(yè)和燃料制造。成果發(fā)表在《iScience》期刊上。

近年來，氫越來越被視為一種能源載體，因?yàn)榕c化石燃料相比，它具有許多優(yōu)點(diǎn)。工業(yè)規(guī)模的低成本制氫通過電解(電流通過時(shí)水分子分裂)進(jìn)行。然而，這一過程需要催化劑——可以降低電力成本的物質(zhì)。昂貴的鉑族金屬在水的電解中表現(xiàn)出最大的催化活性。

作為現(xiàn)有昂貴催化劑的替代品，托木斯克理工大學(xué)和吉林大學(xué)的科學(xué)家研發(fā)出一種基于碳化鉬的易于獲取的水電解催化劑。他們說，這種催化劑的耐久性是現(xiàn)有同類產(chǎn)品的七倍。

該研究參與者之一、托木斯克理工大學(xué)能源工業(yè)先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室研究員尤利婭·瓦西里耶娃解釋稱：“我們研發(fā)了一種結(jié)構(gòu)，是融合到添加氮原子的石墨基體中的碳化鉬表面的氧化鉬。與同類物質(zhì)相比，新型催化劑的合成簡單且節(jié)能，并且可在15天內(nèi)保持穩(wěn)定，而同類催化劑在50小時(shí)后就會失效。”她補(bǔ)充說，新型催化劑的生產(chǎn)采用非真空電弧法，該方法用于獲取生產(chǎn)磨料、拋光材料和耐磨涂層所需的超硬材料。與生產(chǎn)各種元素碳化物的其他方法不同，這種方法不需要笨重的設(shè)備和隔離反應(yīng)介質(zhì)，而是在露天進(jìn)行合成。

瓦西里耶娃強(qiáng)調(diào)：“析氫反應(yīng)中催化劑的活性通過過電壓值進(jìn)行評估。標(biāo)準(zhǔn)鉑基催化劑的過電壓值為-31mV，過電壓越接近該值越好。大多數(shù)難以生產(chǎn)且價(jià)格昂貴的現(xiàn)有同類物質(zhì)的過電壓值平均在-200至-250 mV之間。我們的催化劑則處于-148 mV的水平，且在合成的簡易性方面具有優(yōu)勢。”

未來，專家計(jì)劃改進(jìn)新型催化劑的特性，并繼續(xù)尋找更有效的成分。