导读 水电解工艺是通过电解水产生氢气的系统。它是一种环保技术,可以生产未来能源氢燃料,且不排放环境污染物,但其局限性包括制氢效率低、生产...
水电解工艺是通过电解水产生氢气的系统。它是一种环保技术,可以生产未来能源氢燃料,且不排放环境污染物,但其局限性包括制氢效率低、生产成本高。浦项科技大学 (POSTECH) 的一组研究人员在《先进材料》杂志上发表了研究成果,同时解决了这两个问题。
由浦项科技大学材料科学与工程系的 Jong Kyu Kim 教授、博士生 Jaerim Kim、Yong-Tae Kim 教授和 Sang-Mun Jung 博士组成的合作研究小组成功开发了一种经济且实用的材料。高效的水电解催化剂,通过使用斜角沉积方法和镍(Ni)克服了传统催化剂的局限性。
水电解过程使用昂贵的贵金属(例如铂)作为氢气生产的催化剂,使得该过程成本过高。此外,使用传统薄膜催化剂通常会导致氢气泡分离不充分,导致催化剂活性位点堵塞或阻碍反应物移动,最终降低工艺效率。
为了应对这些挑战,研究团队选择了斜角沉积和镍。该技术涉及在沉积过程中倾斜基板,以轻松创建不同的材料纳米结构,提供一种简单且廉价的解决方案。此外,镍作为地球上丰富的非贵金属催化剂,表现出相对较高的制氢效率。
该团队采用斜角沉积方法来合成镍,其特征是精心制作、垂直排列的纳米棒突出物。与仅增加催化剂表面积的传统纳米结构相比,研究人员设计了高度多孔的镍纳米棒阵列,呈现出独特的超疏气表面特性,以解决氢粘附问题。