萊斯和休斯頓大學開發製氫催化劑

據外國媒體報道：萊斯大學和休斯敦大學的科學家開發了一種新型催化劑
，它可以簡化將水分解成氫氣和氧氣的過程，以產生清潔能源。

他們的成果發表在了Nano Energy上，論文的主題是魯棒性良好的催化劑材料。

zheyixinxingdianjiezhibomozailaisidaxueshengchan
，bingzaixiusidundaxueceshi
，tashiyounie，shimoxihetie，mengyijilinhuahewugouchengdesancengjiegou。qizhong，paomoniegeiyumojiaodadebiaomian，daodianshimoxibaohuniebuhuijiangjie，jinshulinhuawujinxingfanying。xincuihuajishijianlizaiyanjiurenyuanzai2017nianzaoxieshihoufabiaodejianyiyangqishengchengcuihuajidejichuzhishangde，zaizhiqiandegongzuozhong，tuanduizhijiezaibandaotinamibangzhenlieshangzengjialecuihuaji
，liyongtaiyangnengdenengliangjiangshuifenjie。

萊斯大學化學家Kenton Whitmire和休斯敦大學電氣與計算機工程師Jiming Bao及他們的實驗室開發了這種薄片，克服了以往催化劑不能同時催化氫氣和氧氣生成的缺點。

Whitmirebiaoshi，changguijinshuzaicuihuaguochengzhongyoushihuiyanghua
，yinweifanyingtongchangzaisuanzhongjinxingxiqingfanying，zaijianzhongjinxingxiyangfanying，erxinxingcailiaodeyoudianzhiyijiushiwulunzaisuanxinghaishijianxinghuanjingzhongdoushishifenwendingde。

新(xin)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)也(ye)需(xu)要(yao)更(geng)少(shao)的(de)能(neng)源(yuan)，在(zai)製(zhi)氫(qing)過(guo)程(cheng)中(zhong)
，需(xu)要(yao)輸(shu)入(ru)能(neng)量(liang)
，製(zhi)造(zao)單(dan)位(wei)質(zhi)量(liang)的(de)氫(qing)氣(qi)所(suo)需(xu)的(de)能(neng)量(liang)越(yue)多(duo)，則(ze)其(qi)商(shang)業(ye)上(shang)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)就(jiu)越(yue)差(cha)。而(er)新(xin)材(cai)料(liao)的(de)好(hao)處(chu)是(shi)可(ke)以(yi)盡(jin)可(ke)能(neng)少(shao)的(de)投(tou)入(ru)能(neng)量(liang)用(yong)於(yu)產(chan)氫(qing)：通過新的催化劑，觸發電催化所需的超電勢相較於其他催化劑變得很小。

石墨烯是碳的原子厚度級別形式，它是保護底層鎳的關鍵。團隊在化學氣相沉積（CVD）爐中的鎳泡沫上形成1至3層石墨烯，並且還通過CVD和單一前體將鐵，錳和磷加在其上。Bao的實驗室測試比較了中間的鎳泡沫和無石墨烯的磷化物
，發現導電石墨烯降低了氫和氧反應的電荷轉移電阻。萊斯大學研究生、本文的合作作者Desmond Schipper表示，鎳是製造石墨烯的最佳催化劑之一
，從本質上說，團隊是使用錳來幫助改善鎳，同時錳還增加了一定程度的保護。

Whitmire表(biao)示(shi)，該(gai)材(cai)料(liao)具(ju)有(you)可(ke)擴(kuo)展(zhan)性(xing)，應(ying)用(yong)於(yu)產(chan)生(sheng)氫(qing)氣(qi)和(he)氧(yang)氣(qi)的(de)行(xing)業(ye)，也(ye)可(ke)用(yong)於(yu)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)存(cun)儲(chu)太(tai)陽(yang)能(neng)和(he)風(feng)能(neng)產(chan)生(sheng)的(de)過(guo)剩(sheng)電(dian)力(li)。團(tuan)隊(dui)的(de)方(fang)法(fa)可(ke)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)大(da)量(liang)用(yong)於(yu)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)金(jin)屬(shu)磷(lin)化(hua)物(wu)材(cai)料(liao)，不(bu)僅(jin)僅(jin)是(shi)用(yong)於(yu)水(shui)分(fen)解(jie)
，而(er)是(shi)用(yong)於(yu)一(yi)係(xi)列(lie)事(shi)情(qing)。一(yi)個(ge)關(guan)鍵(jian)因(yin)素(su)是(shi)該(gai)方(fang)法(fa)能(neng)夠(gou)製(zhi)作(zuo)出(chu)具(ju)有(you)不(bu)同(tong)成(cheng)分(fen)的(de)純(chun)相(xiang)材(cai)料(liao)。目(mu)前(qian)
，人(ren)們(men)對(dui)表(biao)麵(mian)上(shang)的(de)相(xiang)位(wei)幾(ji)乎(hu)沒(mei)有(you)控(kong)製(zhi)

，在(zai)許(xu)多(duo)情(qing)況(kuang)下(xia)，它(ta)們(men)混(hun)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)，這(zhe)樣(yang)的(de)話(hua)
，不(bu)能(neng)分(fen)辨(bian)出(chu)某(mou)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong)是(shi)哪(na)種(zhong)材(cai)料(liao)在(zai)起(qi)作(zuo)用(yong)。而(er)通(tong)過(guo)萊(lai)斯(si)大(da)學(xue)團(tuan)隊(dui)的(de)方(fang)法(fa)，就(jiu)可(ke)以(yi)區(qu)分(fen)出(chu)每(mei)個(ge)過(guo)程(cheng)。

本成果的合作領導作者還有休斯頓大學的和中國電子科技大學的Zhenhuan Zhao，合作作者還有：萊斯大學的Andrew Leitner, Jing-Han Chen 和 Zhiming Wang，以及休斯頓大學的Hari Thirumalai, Lixin Xie, Fan Qin, Kamrul Alam, Lars Grabow, Shuo Chen, Dezhi Wang and Zhifeng Ren。

本研究由國家科學基金會（NSF）和羅伯特·韋爾奇基金會提供資金支持，計算資源由休斯頓大學uHPC cluster，它是是NSF支持的極限科學與工程開發環境

，也是科學能源部科學國家能源研究科學計算中心。