由香港城市大学开发并由伦敦帝国理工学院测试的一种利用单铂原子的新型催化剂，有望更容易、更经济地利用可再生能源储存氢。这项创新将铂原子分散在硫化钼上，减少了铂的使用，提高了电解效率。
一种利用单铂原子的新型催化剂可以简化氢等可再生能源的储存。
这种催化剂由香港城市大学(CityU)的科学家开发，并由伦敦帝国理工学院的同事进行了测试，可以廉价地扩大规模，大规模使用。
来自帝国理工大学化学系的合著者安东尼·库切纳克教授说:“英国氢战略制定了到2030年达到10GW低碳氢产能的目标。为了实现这一目标，我们需要加快生产廉价、易于生产和高效的储氢装置。新型电催化剂可能是其中的主要贡献者，最终帮助英国在2050年前实现净零排放目标。”
风能和太阳能等可再生能源发电正在迅速增长。然而，一些产生的能量需要储存起来，以备天气条件不利于风和太阳时使用。一种很有希望的方法是以氢的形式节省能源，氢可以储存和运输以供以后使用。
新型催化剂材料。资料来源:香港城市大学
为了做到这一点，可再生能源被用来将水分子分解成氢和氧，并将能量储存在氢原子中。这种方法使用铂催化剂刺激分解水分子的反应，这被称为电解。然而，尽管铂是该反应的优秀催化剂，但其价格昂贵且稀有，因此减少铂的使用对于降低系统成本和限制铂的提取至关重要。
现在，在最近发表在《自然》杂志上的一项研究中，该团队设计并测试了一种催化剂，该催化剂使用尽可能少的铂来生产高效且经济的水分解平台。
来自城市大学的首席研究员张华教授说:“电催化水分解产生的氢被认为是在不久的将来取代化石燃料最有前途的清洁能源之一，可以减少环境污染和温室效应。”
测试工具
该团队的创新包括将单个铂原子分散在硫化钼(MoS2)片上。与现有催化剂相比，这种方法使用的铂要少得多，甚至还能提高性能，因为铂与钼相互作用，提高了反应效率。
在纳米片支架上生长薄催化剂使城大团队能够创造出高纯度的材料。然后在帝国理工学院的库切纳克教授的实验室对这些物质进行了表征，该实验室开发了确定催化剂如何运作的方法和模型。
帝国理工大学的研究小组拥有进行严格测试的工具，因为他们已经开发出了几种旨在利用这种催化剂的技术。库尔纳克教授和他的同事已经建立了几家基于这些技术的公司，包括专门研究氢液流电池的RFC Power公司，该公司可以通过使用新的单原子铂催化剂来改进氢液流电池。
使用氢
一旦可再生能源以氢气的形式储存起来，要想再次将其转化为电能，就需要使用燃料电池进行转换，而燃料电池会产生水蒸气，作为氧分裂反应的副产品。最近，Kucernak教授和他的同事们发现了一种单原子催化剂，这种催化剂是基于铁而不是铂的，这也将降低这项技术的成本。
Bramble Energy，另一家由Kucernak教授领导的公司，将在他们的燃料电池中测试这项技术。这两种单原子催化剂——一种有助于将可再生能源转化为氢储存，另一种有助于稍后将能量转化为电能——因此有能力使氢经济更接近现实。
参考文献:“Pt在MoS2上的相依赖生长用于高效析氢”，作者:石振宇，张晓，林小倩，刘桂高，凌崇义，奚世波，陈波，葛奕耀，谭朝良，赖壮才，黄志奇，阮信阳，翟立，李璐江，李子健，王西溪，南光贤，刘佳伟，何其远，管志强，王金兰，李春声，Anthony R. J. Kucernak，张华，2023年9月13日，Nature。DOI: 10.1038 / s41586 - 023 - 06339 - 3
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