利用储量丰富的镍高效制取氢气的新方法
资讯类型:行业新闻 加入时间:2021年1月13日16:17
 
为了解决能源危机和环境问题,世界各地都在研究摆脱化石燃料,转而使用环保的可持续氢能。最近,浦项科技大学(POSTECH)的一个研究小组提出了一种利用廉价易得的镍作为电催化剂,通过电解水高效生产氢燃料的方法,开启了高效制氢的经济时代。

研究人员开发了一种掺杂亲氧过渡金属原子的高效镍基催化剂体系,并确定了在碱性介质中催化吸附性能与氢气进化反应(HER)动力学之间的相关性。这些研究成果被《Journal of the American Chemical Society》杂志作为封面论文进行了报道。

众所周知,电解水是最环保安全、最可持续的大量生产高纯度氢燃料的方法。但它有一个缺点,就是成本高、效率低,因为它需要使用贵金属作为电极。为了降低通过电解水法生产氢燃料的单位成本,最重要的是开发高活性、稳定、廉价的电化学催化剂,最大限度地提高制氢性能。

研究团队通过将储量丰富的镍与一系列亲氧过渡金属元素相结合,设计了一种高效催化剂,优化了其在碱性HER中的吸附能力。研究团队进一步证明,亲氧性掺杂物的加入可以有效控制镍基催化剂表面的吸附性能。

为了进一步提高Ni基催化剂的HER活性,研究人员引入了一种独特的三维纳米螺旋(NH)阵列,通过斜角共沉积法很容易制造出丰富的表面活性位点、高效的电荷转移途径和开放的质量传输通道。他们成功地制造出了高活性、高稳定性的Cr结合Ni NHs催化剂,显示出了优异的制氢效率,与传统镍基薄膜催化剂相比,过电压降低了4倍以上。

Jong Kyu Kim表示:"高效双金属电催化剂的设计策略和实验方法的核心理念不仅可以应用于水电解器,还可以应用于燃料电池、二氧化碳还原和光电化学系统。"

论文标题为《Tailoring Binding Abilities by Incorporating Oxophilic Transition Metals on 3D Nanostructured Ni Arrays for Accelerated Alkaline Hydrogen Evolution Reaction》。
文章来自:中国催化剂网
文章作者:webmaster
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