fun88.com天津大学博士生设计高性能电解水催化剂 实现高效制备

　　本站讯（记者 张华）利用电解水（水被直流电电解生成氢气和氧气的过程）制备氢气可以得到清洁的氢燃料。水电解的产物是氢气和氧气，只有水电解为氢气和水电解为氧气都高效的时候，才能使整个反应更高效，从而提高氢气制备的效率。由于水电解为氧气的过程是目前提高电解水制氢效率的瓶颈，因此制备高效的产氧催化剂成为了该领域研究的难点。天津大学材料学院新能源材料研究所博士生郑雪莉在多伦多大合培养期间设计出高性能产氧催化剂，得到了相同条件下的最低反应电位191毫伏，从而实现了高效电解水。该研究成果日前发表在国际权威期刊《科学》上，郑雪莉为论文共同第一作者。

　　目前被广泛应用于电解水反应的催化剂是铁、钴和镍的氧化物及氢氧化物。但是仅仅使用铁、钴和镍元素催化，仍需较高的电位才能将水电解为氧气。该研究成果创造性地首次使用高化合价金属钨调控钴和铁元素的电子结构，得到了迄今最低的将水分解为氧气的电位。

　　金属钨的原子性质与铁、钴的原子性质不一样，不易将其与后两者均匀混合。研究通过一种新方法成功将钨与铁、钴均匀混合，首次制备出了铁钴钨羟基氧化物催化剂（羟基是指由氢和氧两种原子组成的原子团），大大提高了催化剂的性能。这种胶状的新型催化剂获得了相同条件下的最低反应电位仅191毫安，大大提高了电解水制氢效率。该新型催化剂连续反应500小时后，其催化剂性能仍无明显降低。其产氧效率是其他催化剂的3倍，而且铁、钴、钨元素的地球储量很丰富，因而其成本低、价格低廉。

　　氢燃料作为清洁能源燃料，无污染、效率高且可循环利用，未来可制成氢燃料电池，用于各类电子设备及电驱动车。随着氢燃料的飞速发展，电解制氢也逐渐步入工业化。该研究成果所制备的催化剂在较低的电压下就可以电解水，大大节省了能源，而且其稳定性达到500小时以上，非常符合工业生产的应用。据了解，该项研究成果已经在加拿大申请了国际专利保护。