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美韓研制出高效制造綠氫催化劑

   2022-01-19 中國經濟網

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核心提示:科技日報北京1月18日電 (記者劉霞)制造綠氫的方法之一是電解水,借助催化劑將水分解成氫氣和氧氣,但目前

科技日報北京1月18日電 (記者劉霞)制造綠氫的方法之一是電解水,借助催化劑將水分解成氫氣和氧氣,但目前這一過程需要用到昂貴的金屬元素。據美國《每日科學》雜志網站近日報道,美國和韓國科學家聯合開發出一種新的水分解工藝和催化劑材料,可最大限度提高綠氫的生產效率,且成本低廉、容易獲得。

氫對于世界工業部門實現凈零排放目標至關重要。美國政府去年提出“氫彈”計劃,希望在十年內將綠氫的成本降低80%。這一由美國能源部領導的計劃,旨在到2030年將綠氫的成本降至每公斤1美元。美能源部稱,實現這些目標將有助于美國應對氣候危機,并更快地實現政府提出的2050年凈零碳排放的目標,同時創造高收入工作崗位和發展經濟。

目前,科學家們獲得綠氫的主要方式是利用電將水分解成氫和氧,但該工藝依賴貴金屬(如鉑和銥),這些元素既昂貴又稀有,阻礙了用氫能源取代天然氣的進程。2020年,綠氫占年度氫氣產量的比例不到1%,很大程度上是因為電解水過程中催化劑成本過高。

最新研究首席研究員、佐治亞理工學院機械工程學院副教授李晟祐(音譯)說:“我們設計出了一種新型催化劑,其氧化物基底用到的貴金屬元素更少,其電解水性能優異。”

在最新研究中,韓國能源研究所對新催化劑進行了建模,韓國京浦國立大學和美國俄勒岡州州立大學對新催化劑進行了X射線測量。李晟祐解釋說:“利用X射線,我們可以在納米尺度上監測水分解過程中催化劑的結構變化,從而在操作條件下研究它們的氧化狀態或原子結構。”

最新研究另一負責人、佐治亞技術研究所的樸進鎬(音譯)表示,除了開發出這一新型混合催化劑外,研究人員還能更好地控制催化劑的形狀及金屬之間的相互作用,如此可降低系統中催化劑的使用,同時提高其耐用性,從而降低制造綠氫的成本。(科技日報)




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