“松球结构”催化剂大大降低了电解水制氢的成本

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新华社合肥6月9日电记者从中国科学技术大学获悉，宋丽教授和蒋军教授合作研究电解水制氢，并巧妙地利用催化效果最好的铂金属设计出针尖上布满“松球结构”的催化剂。与工业铂碳催化剂相比，铂金属的用量仅为原催化剂的75%，大大降低了催化剂的成本。最近，《自然与能源》在线发表了相关成果。

传统催化剂的催化过程一般发生在催化剂表面，单个原子或几个邻近的原子参与反应。传统铂催化剂表面的铂原子很繁忙，但内层的铂原子只能无所作为。如何让催化剂中的铂原子移动，而不是吃同一个锅？

研究小组选择单位质量表面积最大的球体，将扁平催化剂制成“球”，将二维平面内的反应转化为三维反应。同时，每个铂原子都位于球面上，这确保了它们都在“生产线”上。这样，催化剂就形成了一个表面布满针尖的“球”，每个针尖都是一个单原子铂，没有“人”能躲在后面偷懒。蒋军教授说:“这个设计还带来了一个惊喜的附加效果。理论模拟表明，弯曲球面将在铂原子尖端形成非常强的局部电场，这相当于给铂原子的脚增加了一个加速轨道。它可以进一步提高催化效率。”

最后，试验结果表明，当电解液中的反应物通过表面遍布针尖的“松球”时，氢的生成速率大大增加。(吴长锋)

编者:纪爱玲

31571999，“松球结构”催化剂大大降低了水电解制氢的成本。纪爱玲