新型雙功能催化劑有望高效生產綠氫

近日，韓國科學家利用釕、硅和鎢等，開發出一種新型雙功能水電解催化劑。與傳統的鉑或銥催化劑相比，新催化劑有望以更具成本效益且環境友好的方式，穩定高效生產高純度綠氫，相關研究論文發表于新一期《先進材料》雜志。

據悉，由UNIST能源與化學工程學院Jungki Ryu教授和韓國科學技術院材料科學與工程系Dong-Hwa Seo教授領導的聯合研究小組成功開發了一種雙功能水電解催化劑，用于高效、節能的水電解催化劑。

研究小組致力于尋找鉑和銥等貴金屬催化劑的替代品，這些催化劑在酸性條件下表現出穩定性。與鉑和銥相比，釕因其相對較低的生產成本和顯著較低的溫室氣體排放而作為一種環保金屬而受到關注。然而，由于其催化活性低于鉑、穩定性低于銥，因此在商業化方面面臨挑戰。

研究人員開發的催化劑具有在釕原子周圍摻雜鎢和硅的結構，通過提高催化劑表面質子的吸附強度來增強催化劑的反應加速能力。與市售鉑催化劑相比，它在析氫反應中表現出更高的活性。此外，厚度為5~10nm的鎢薄膜可以保護釕的催化位點，從而提高其穩定性。

研究團隊對該催化劑進行了穩定性實驗。他們使用酸性電解質（酸度為0.3），將10 mA的電流注入 1 cm2 電極。所開發的催化劑即使運行超過100小時也表現出穩定的性能。該研究團隊表示：這種三元催化劑的開發意義重大，因為它有潛力替代昂貴的鉑和銥，有望應用于高純度綠色制氫系統，例如質子交換膜電解槽。