隨著全球各國(guó)脫碳進(jìn)程的加速，充足的清潔能源似乎已經(jīng)成為當(dāng)下最急需解決的問(wèn)題。作為應(yīng)對(duì)氣候變化的一部分，科學(xué)家們正在尋找從水中生產(chǎn)清潔氫氣的低成本方法，以取代化石燃料。

氫能為車(chē)輛提供動(dòng)力，同時(shí)只排放水。在許多工業(yè)過(guò)程中，氫也是一種重要的化學(xué)物質(zhì)，尤其是在煉鋼和氨生產(chǎn)中。在這些行業(yè)中，使用更清潔的氫是非常可取的。

近期，來(lái)自美國(guó)能源部（DOE）阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種低成本的催化劑，用于從水中產(chǎn)生清潔氫。研究人員表示，“一種叫做電解的過(guò)程從水中產(chǎn)生氫和氧，已經(jīng)存在了一個(gè)多世紀(jì)。”

質(zhì)子交換膜（PEM）電解槽代表了上述過(guò)程的新一代技術(shù)。它們可以在接近室溫時(shí)以更高的效率將水分解成氫和氧。也正因?yàn)槿绱耍藗兛梢允褂每稍偕g歇性的能源（如太陽(yáng)能和風(fēng)能）來(lái)生產(chǎn)清潔氫氣。

據(jù)悉，這種電解槽的每個(gè)電極（陰極和陽(yáng)極）都有單獨(dú)的催化劑。陰極催化劑生成氫，而陽(yáng)極催化劑生成氧。問(wèn)題是陽(yáng)極催化劑使用銥，目前的市場(chǎng)價(jià)格約為每盎司5000美元。銥的供應(yīng)不足和高成本是PEM電解槽廣泛采用的主要障礙。

在上述研究中，新催化劑的主要成分是鈷，它比銥便宜得多。研究人員說(shuō)，“我們?cè)噲D在PEM電解槽中開(kāi)發(fā)一種低成本的陽(yáng)極催化劑，以高通量產(chǎn)生氫氣，同時(shí)消耗最少的能量。通過(guò)使用我們的方法制備的鈷基催化劑，可以消除在電解槽中生產(chǎn)清潔氫氣的主要成本瓶頸。”

最新研究成果已于近期發(fā)表在了《科學(xué)》雜志上。研究人員說(shuō)，“更一般地說(shuō)，我們的研究結(jié)果為用更便宜、更豐富的元素取代昂貴的貴金屬催化劑開(kāi)辟了一條有前途的道路。”

GinerIncR＆D是一家致力于電解槽和燃料電池商業(yè)化的領(lǐng)先研發(fā)公司，在工業(yè)操作條件下使用其PEM電解槽試驗(yàn)站對(duì)新型催化劑進(jìn)行了評(píng)估。事實(shí)證明，性能和耐用性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的催化劑。