在向可持续能源迈进的过程中，特温特大学的一组研究人员在Marco Altomare博士的带领下进行了演示提出了一种减少贵金属使用的新方法铂等金属在不牺牲性能的情况下用于绿色制氢。
研究人员在Wiley VCH科学杂志《高级功能材料》上发表了他们的发现。
世界迫切需要向可持续能源过渡，以应对气候变化和能源危机。绿色氢是重要的一步，大规模的氢经济需要高效、紧凑和有弹性的技术。
聚合物电解质膜(PEM)水电解器和燃料电池使用贵金属催化剂，如铂和铱，使氢的生产和转化尽可能高效。然而，这些催化剂既昂贵又稀缺，因此限制了氢技术的大规模发展。因此，到2026年，美国能源部(DOE)希望实现比目前电池高5-10倍的性能，而这些金属的使用量不到目前的20%(目前，铂和铱的总负载约为3毫克/平方厘米)——这是一个重大的科学和技术挑战。
无性能损失
Marco Altomare博士的团队与来自德国Erlangen和意大利Pavia的合作伙伴合作，将铂作为模型催化剂，将物理气相沉积(PVD)和受控热处理(称为固态脱湿)相结合，以最少的贵金属制造出高活性和耐用的电极。“根据我们的初步实验室实验，通过我们的方法，我们可以将所需的珍贵催化剂的数量减少五倍。所有这些都不会损失氢气的产生”，该项目前沿的博士研究员Shreyas Harsha指出。
Marco Altomare博士补充说:“我们的方法完全不含化学物质，因此更安全，不会浪费宝贵的催化剂前驱体，而且它是可扩展的——事实上，类似的薄膜沉积方法已经在各种工业应用中大规模使用，我们在特温特大学的设施已经适合在高达100平方厘米的表面上涂覆催化剂层。”
进一步降低
Marco Altomare博士的团队现在打算与荷兰的研究中心和公司合作，实现下一个目标。研究人员希望在工业相关条件下测试他们的电极，以证明和验证在贵金属负载降低到0.5 mg/cm2以下的情况下高效稳定的水电解操作。实现这一突破为绿色氢气生产和可持续能源的未来带来了巨大的希望。
更多的信息
Shreyas Harsha是特温特大学光催化合成组(PCS)的博士候选人。在Marco Altomare博士的指导下，Shreyas目前通过物理气相沉积和固态脱湿方法研究纳米结构电极的发展，用于电化学制氢。
Marco Altomare博士现任特温特大学(UT)科学技术学院(S&T)和MESA+研究所化学工程系助理教授。他的团队专门研究电化学转化的材料科学，最近在Wiley VCH科学杂志《高级功能材料》上发表了一篇题为“由于电子金属-载体相互作用，Pt纳米颗粒的脱湿促进电催化析氢”的文章，发表了上述发现。，也出现在Wiley VCH虚拟特刊“热点话题:水分裂”中。
DOI: 10.1002 / adfm.202403628
资料来源:特温特大学
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