高效分解水制氢新型复合催化剂

简 讯

高效分解水制氢新型复合催化剂

美国休斯顿大学联合加州理工大学开发出一种能高效分解水制氢的新型复合催化剂，水制氢效率已达实用水平，且成本低、无毒，有望克服水制氢的难题，推动氢燃料电池的发展。

这种复合催化剂由钼硒化硫和多孔的硒化镍组成。钼硒化硫属层状过渡金属硫化物催化剂(LTMDs)，其边缘部分催化活性最高，为了提高催化效能，需要将LTMDs更多的边缘暴露出来。但到目前为止，还没有将催化性能提升到实用水平。

在研究中将钼硒化硫覆盖到三维的多孔硒化镍泡沫上，这种多孔泡沫暴露的边缘位点更多，覆盖在其上的钼硒化硫也会随之增加催化反应的边缘位点，该技术集两者之所长，进而大大提高了水制氢效率。商业运用广泛的镍泡沫还大大降低了复合催化剂的制造成本。

目前水制氢最高效的还是铂催化剂，但铂是稀有金属，很难提取，用来制氢太昂贵。研究人员一直在寻找低成本水制氢方法，但效果都不理想。现有通过甲烷和煤燃气的制氢过程会增加碳排放。

新复合催化剂让人们看到了水制氢走入实用的希望。发表在《自然·通讯》杂志上的研究论文介绍了该催化剂的测试结果：外加69 mV的电压，复合催化剂就能产生10 mAcm2的电流密度，远远超过之前同类研究的催化剂性能，而且这个电流量完全可以将阴极附近的水分解成氢。

研究人员表示，后续研究完全能将复合催化剂需要的外加电压降到40 mV，这个与铂催化剂32 mV工作电压已非常接近。更重要的是，复合催化剂反复使用1 000次仍能在此电压下工作，而且成本低、对环境无毒害、效率高，这些水制氢要求的条件，新复合催化剂都已具备。

[郑宁来供稿]