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美國高校開發三層雙功能制氫催化劑
2019-10-31 | 編輯: | 【 】| | 供稿部門:規劃戰略與信息中心
    

  由萊斯大學和休斯敦大學開發的一種新型高效、高度活躍的雙功能催化劑可將水分解成氫和氧,而不需要像鉑這樣昂貴的金屬。該研究小組認為,這項工作提供了一種簡單的策略,即從地球豐富的材料中制造出高效的電催化劑,用于整體水分離。 

  由萊斯大學生產、休斯敦大學測試的電解膜是一種三層結構的鎳、石墨烯和三元金屬磷化物(FeMnP、鐵、錳和磷)。泡沫鎳使薄膜有一個較大的表面,使導電石墨烯保護鎳不受降解,金屬磷化物也能進行反應。 

  石墨烯,一種原子厚度的碳,是保護底層鎳的關鍵。在化學氣相沉積(CVD)爐中的鎳泡沫上形成13層石墨烯,并且還通過CVD和單一前體將鐵、錳和磷加在其上。 

  通過對鎳泡沫和無石墨烯的磷化物進行了測試比較了中間的鎳泡沫和無石墨烯的磷化物,結果發現導電石墨烯降低了氫和氧反應的電荷轉移電阻。 

  Whitmire表示,該材料具有可擴展性,可應用于生產氫和氧的汽車工業中,也可用于電催化儲存能量的太陽能和風力發電設施。 

  在氫進化反應(HER)和氧進化反應(OER)中,FeMnP表現出高的電催化活性。利用FeMnP / GNF作為陽極和陰極進行整體水分離,團隊在低至1.55 V的電池電壓下實現了10 mA cm-2的電流密度。通過密度泛函理論(DFT)的計算表明,暴露FeMn位點的切面是實現HER高活性的必需條件。 

  Kenton Whitmire表示:常規金屬有時會在催化過程中氧化。通常,氫的進化反應是酸的,氧的進化反應是在堿中完成的。我們這次所研發的是一個穩定的材料,不管是在酸性還是堿性溶液中。 

  這一發現建立在研究人員今年早些時候發明的一種簡單的氧進化催化劑之上。在這項工作中,研究小組直接在一個半導體納米線陣列上產生了催化劑,將太陽光轉化為太陽能水分解的能量。 

 

  編輯:規劃戰略與信息中心 圖書館 

  信息來源:  http://www.china-hydrogen.org/?newslist-zb/3492.html

 

 
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