据俄罗斯科技信息网援引俄“斯科尔科沃”科技学院新闻,该校研究职员会同美国德克萨斯大学奥斯丁分校和麻省理工学院两所高校的偕行相助研发出可大幅提高碱性溶液电解水剖析效率的催化剂。这是生产可再生清洁氢能源的要害历程之一。
要想使电解水生产氢能源要领在现代能源生产中获得普遍应用,需要解决诸如能源需求量大、电解水装置本钱高及装置寿命有限等一系列手艺问题。特殊是以铂和铱等贵金属为质料制造的电解催化剂本钱高昂,极大限制了氢能的大规模应用。新型催化剂研究效果的第一完成人梅福德教授以为,若是能研究出使用廉价且利便获取的质料制取的电解水催化剂,就可以获得可商业化应用的生产可再生能源的要领,并将极大增进使用氢能的新能源汽车的设计和推广使用。为了实现这一目的,需要在原子层面明晰影响其功效的因素以及催化剂的特征。以斯蒂文森教授为首的研究小组合成了一系列钙钛矿型(钙钛矿是稀土矿的一种—钛酸钙)镧钴氧化物,可通过用锶来替换部分镧的方法来控制其性子。“斯科尔科沃”科技学院的阿巴库莫夫教授等科研职员使用透射电子显微镜研究了晶体外貌和内部的质料结构。
研究职员在麻省理工将上述数据用于水在碱性溶液中的电解反应历程做了数学模拟,并在其基础上获得了确定催化剂特征的两个主要指标:钴—氧共价团结的水平(钴和氧的价电子的能量靠近)和氧空位的浓度(在质料的晶体结构中的位置,应该由氧原子占有但在活跃的催化剂中却被空置)。斯蒂文森的团队基于这两个指标,将氧与缺乏量的锶钴氧化物的混淆物SrCoO2.7作为催化剂的基体,其电解水活性要比现有最好的工业用催化剂二氧化铱(IrO2)强20倍,但本钱却大大降低。史蒂文森教授透露,现在研究团队已经制取了刷新的碱性电解水催化剂的原型,这一成绩促使团队战胜研究历程中的难题,乐成将电解水装置、燃料电池和电池组举行应用。相关学术论文已经在《Nature Communications》杂志上揭晓。