近日，中科院大連化物所研究員韓洪憲、中科院院士李燦團隊與日本理化學研究所合作，研發(fā)出一種可在強酸條件下長壽命電催化分解水的廉價電催化劑，有望在大規(guī)?？稍偕茉粗茪浼夹g(shù)中應用。相關(guān)研究成果發(fā)表于《德國應用化學》。
利用光伏發(fā)電驅(qū)動電解水（PV-E）制氫，是目前最有希望的大規(guī)模利用可再生能源的制氫技術(shù)。在眾多電解水技術(shù)中，質(zhì)子交換膜（PEM）電解水技術(shù)受到廣泛關(guān)注。但是，在PEM強酸條件下工作時，大部分催化劑會不穩(wěn)定。目前，只有貴金屬銥（Ir）能在PEM酸性環(huán)境下穩(wěn)定工作，這極大限制了PEM電解水技術(shù)的大規(guī)模應用。因此，開發(fā)能夠取代貴金屬的廉價、高效且穩(wěn)定的電解水催化劑，對發(fā)展大規(guī)模低成本PEM電解水制氫技術(shù)尤為關(guān)鍵。
研究人員基于前期的探索發(fā)現(xiàn)了γ型二氧化錳（γ-MnO2）在特殊電位窗口范圍內(nèi)，可實現(xiàn)強酸條件下穩(wěn)定電催化水分解，并實現(xiàn)了8000多小時的長壽命工作。在此基礎(chǔ)上，研究人員還利用原位光譜電化學等方法，系統(tǒng)研究了這種催化劑在強酸性條件下電催化水分解反應的機理。
最后得出結(jié)論，γ-MnO2非貴金屬電催化劑可以實現(xiàn)在強酸條件下長壽命分解水，為發(fā)展廉價、穩(wěn)定、高效的分解水制氫催化劑開啟了新的思路。
