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少即是多：特文特大学利用更少的贵金属来高效制氢

盖世汽车 Elisha 2024-07-27 09:05:37

核心提示：通过这种方法，研究人员可能将所需的昂贵催化剂的数量减少五倍。而不会影响制氢性能。

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盖世汽车讯据外媒报道，为了向可持续能源迈进，由特文特大学（University of Twente）Marco Altomare博士领导的研究团队展示了一种新方法，可以在绿色制氢过程中减少使用铂等贵金属，同时不影响性能。相关研究论文发表在期刊《先进功能材料（Advanced Functional Materials）》上。

（图片来源：Advanced Functional Materials）

实现大规模氢能经济需要高效、紧凑、有弹性的技术。聚合物电解质膜（PEM）水电解器和燃料电池使用铂和铱等贵金属催化剂，以尽可能提升氢气的生产和转化效率。然而，这些催化剂成本高且储量少，限制了氢技术的大规模发展。因此，到2026年，美国能源部（DOE）希望实现比现有电池高出约5-10倍的性能，而这些金属的使用量不到目前用量的20%（目前铂和铱的总负载量约为3 mg/cm 2），这是一项巨大的科学和技术挑战。

Altomare的团队与来自德国埃朗根（Erlangen）和意大利帕维亚（Pavia）的研究人员合作，将铂作为模型催化剂，结合物理气相沉积（PVD）和受控热处理（称为固态脱湿），用最少数量的贵金属制造出耐用的高活性电极。博士研究员Shreyas Harsha表示：“根据初步实验室实验，通过这种方法，研究人员可能将所需的昂贵催化剂的数量减少五倍。而不会影响制氢性能。”

Marco Altomare博士表示：“这种方法完全不含化学物质，因此更安全，不会浪费高成本的催化剂前体，而且具有可扩展性。事实上，类似的薄膜沉积方法已在各种工业应用中大规模使用，特文特大学的设施适合在100 cm2的表面上涂覆催化剂层。”

Marco Altomare博士的团队现计划与荷兰的研究中心和公司合作，以实现下一目标。研究人员希望在工业相关条件下测试相关电极，以展示和验证在贵金属负载降低到0.5 mg/cm2以下的情况下，可以实现高效稳定的水电解操作。这项研究突破非常有助于实现绿色制氢和可持续能源未来。