新型双功能催化剂有望高效生产绿氢

近日，韩国科学家利用钌、硅和钨等，开发出一种新型双功能水电解催化剂。与传统的铂或铱催化剂相比，新催化剂有望以更具成本效益且环境友好的方式，稳定高效生产高纯度绿氢，相关研究论文发表于新一期《先进材料》杂志。

据悉，由UNIST能源与化学工程学院Jungki Ryu教授和韩国科学技术院材料科学与工程系Dong-Hwa Seo教授领导的联合研究小组成功开发了一种双功能水电解催化剂，用于高效、节能的水电解催化剂。

研究小组致力于寻找铂和铱等贵金属催化剂的替代品，这些催化剂在酸性条件下表现出稳定性。与铂和铱相比，钌因其相对较低的生产成本和显着较低的温室气体排放而作为一种环保金属而受到关注。然而，由于其催化活性低于铂、稳定性低于铱，因此在商业化方面面临挑战。

研究人员开发的催化剂具有在钌原子周围掺杂钨和硅的结构，通过提高催化剂表面质子的吸附强度来增强催化剂的反应加速能力。与市售铂催化剂相比，它在析氢反应中表现出更高的活性。此外，厚度为5~10nm的钨薄膜可以保护钌的催化位点，从而提高其稳定性。

研究团队对该催化剂进行了稳定性实验。他们使用酸性电解质（酸度为0.3），将10 mA的电流注入 1 cm2 电极。所开发的催化剂即使运行超过100小时也表现出稳定的性能。该研究团队表示：这种三元催化剂的开发意义重大，因为它有潜力替代昂贵的铂和铱，有望应用于高纯度绿色制氢系统，例如质子交换膜电解槽。