科學(xué)家開發(fā)出一種新型催化劑，可最大限度提高制氫效率

零碳綠氫，作為一種有前途的清潔能源載體和儲(chǔ)存選擇，開始受到人們越來越多的關(guān)注。它不會(huì)向大氣排放二氧化碳，但目前制造成本高且復(fù)雜。通常來說，制造綠色氫的一種方法是電化學(xué)水分解。該過程需要催化劑（反應(yīng)增強(qiáng)物質(zhì)）的參與，通過水運(yùn)行電流以產(chǎn)生氫氣和氧氣。

此前的催化劑大多由昂貴的貴金屬成分組成，例如鉑和銥，它們是電解生產(chǎn)氫氣的首選催化劑。但是，這些元素昂貴且稀有，無法大規(guī)模使用。近日，佐治亞理工學(xué)院的研究人員開發(fā)了一種新的催化劑，可最大限度地提高綠色氫氣的生產(chǎn)效率。

在新研究中，科學(xué)家通過控制催化劑的形狀以及金屬與基材之間的相互作用，設(shè)計(jì)出了一種金屬成分很少的新型催化劑。這種催化劑，在氧氣和氫氣生成過程中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。他們的研究依賴于合作伙伴韓國能源研究所的計(jì)算和建模，以及 X 射線測量技術(shù)。

研究作者Seung Woo Lee 說：“使用X射線，我們可以在納米尺度上監(jiān)測水分解過程中催化劑的結(jié)構(gòu)變化，也可在操作條件下研究它們的氧化態(tài)或原子構(gòu)型。”

研究人員表示，催化劑的形狀在氫氣生產(chǎn)過程中起著非常重要的作用。他們正在與合作伙伴一起研究，希望利用人工智能(AI)來高效生產(chǎn)氫氣的新材料。

該研究論文題為“Understanding synergistic metal–oxide interactions of in situ exsolved metal nanoparticles on a pyrochlore oxide support for enhanced water splitting”，已發(fā)表在《能源與環(huán)境科學(xué)》期刊上。

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論文原文：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/EE/D0EE02935A

標(biāo)簽： 催化劑 電解水制氫