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高性能催化劑量產氫氣更有前景

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科技產業資訊室 (iKnow) - 黃松勳 發表於 2018年7月12日

圖、高性能催化劑量產氫氣更有前景

氫是被認為乾淨能源的理想來源,以燃料電池的形式為電動機提供動力或在內燃機中燃燒,可以應用於許多工業上。因為其可被壓縮轉換成液體,所以比其它形式的能量更容易儲存。
 
目前大多數氫氣是透過蒸汽甲烷重製和煤氣化後而產生的,儘管這些方法可以很乾淨的燃燒,但這些方法會增加燃料的碳足跡。傳統的催化劑可以從水中產生氫氣,但通常需依賴昂貴的鉑族元素(貴重金屬),增加生產成本,使得大規模的水分解變得不切實際。所以,要找到一種實用、廉價和環保的方法將水分解來大量生產氫氣,一直是一個挑戰。
 
在Nature Communications期刊上報導,休斯頓大學和加州理工學院的研究人員開發了一種便宜的磷化鐵和磷化鎳混和型催化劑,利用氣相沉積在多孔隙鎳極上,同時具有促進產生氫氣與氧氣產量的兩種功能。此催化劑除了能夠大幅降低從水中產生氫氣所需的能量(低電壓),也能夠產生較高的電流密度,表示著能夠增加產氫的量。
 
這種新催化劑用於電解水的性能,在相同的鹼性電解液中表現出極高的析氧反應(OER)和析氫反應(HER)活性。在鹼性水電解槽的實驗中,電壓只需1.42V,即可使電流密度達到10 mA cm-2,因此而創造了的新紀錄,是目前性能表現最好的,尤其在1.72 V,提供500 mA cm-2(商業上實際應用的電流密度)的操作下,經過40小時的耐久性測試中,催化劑仍保持著穩定的性能,沒有發生衰退的現象,為未來大規模應用提供巨大的潛力。(568字;圖1)


參考資料:
Researchers report novel hybrid catalyst to split water. Phys Org,2018/6/29
High-performance bifunctional porous non-noble metal phosphide catalyst for overall water splitting. Nature Communications, 2018/6/29


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