俄羅斯托木斯克理工大學(TPU)與吉林大學(中國長春)的科學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，因為與化石燃料相比，它具有許多優(yōu)點。工業(yè)規(guī)模的低成本制氫通過電解(電流通過時水分子分裂)進行。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，托木斯克理工大學和吉林大學的科學家研發(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、托木斯克理工大學能源工業(yè)先進材料實驗室研究員尤利婭·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小時后就會失效。”她補充說，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)，而是在露天進行合成。

瓦西里耶娃強調(diào)：“析氫反應(yīng)中催化劑的活性通過過電壓值進行評估。標準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，專家計劃改進新型催化劑的特性，并繼續(xù)尋找更有效的成分。