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研究人員研發出鉑催化劑替代品

2026-04-11 20:35:424657

據http://www.physorg.com/網站報道，研究人員研發出鉑催化劑替代品，可以使用酸水製氫並且製造成本低廉。伯克利實驗室的研究人員使用輝鉬礦複合物和PY5Me2配合基合成出一種分子材料，通過模mo擬ni二er硫liu化hua鉬mu邊bian緣yuan位wei點dian的de三san角jiao結jie構gou可ke以yi使shi複fu合he物wu擁yong有you與yu其qi類lei似si的de催cui化hua活huo性xing，眾zhong多duo分fen子zi集ji合he到dao一yi起qi即ji可ke構gou成cheng具ju有you分fen層ceng結jie構gou的de活huo性xing催cui化hua材cai料liao。這zhe種zhong合he成cheng分fen子zi在zai結jie構gou和he化hua學xue性xing質zhi方fang麵mian與yu目mu前qian工gong業ye上shang廣guang為wei使shi用yong的de輝hui鉬mu礦kuang催cui化hua劑ji的de活huo性xing部bu分fen完wan全quan相xiang同tong，因yin此ci有you可ke能neng成cheng為wei鉑bo催cui化hua劑ji的de替ti代dai品pin，其qi製zhi造zao成cheng本ben十shi分fen低di廉lian，催cui化hua效xiao果guo好hao，甚shen至zhi可ke以yi使shi用yong酸suan水shui製zhi氫qing。

二硫化鉬與合成複合物的分子結構圖(鉬原子為綠色，硫原子為黃色) 輝(hui)鉬(mu)礦(kuang)是(shi)鉬(mu)元(yuan)素(su)的(de)晶(jing)體(ti)硫(liu)化(hua)物(wu)，同(tong)時(shi)也(ye)是(shi)金(jin)屬(shu)鉬(mu)的(de)主(zhu)要(yao)提(ti)取(qu)礦(kuang)物(wu)，其(qi)還(hai)可(ke)以(yi)作(zuo)為(wei)石(shi)油(you)和(he)天(tian)然(ran)氣(qi)的(de)脫(tuo)硫(liu)催(cui)化(hua)劑(ji)使(shi)用(yong)，用(yong)於(yu)減(jian)少(shao)這(zhe)些(xie)燃(ran)料(liao)燃(ran)燒(shao)所(suo)釋(shi)放(fang)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)硫(liu)。近(jin)期(qi)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，輝(hui)鉬(mu)礦(kuang)的(de)納(na)米(mi)顆(ke)粒(li)還(hai)可(ke)以(yi)用(yong)作(zuo)光(guang)化(hua)學(xue)和(he)電(dian)化(hua)學(xue)電(dian)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)反(fan)應(ying)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)。目前，最為有效的製氫方法是使用鉑作為催化劑電解水分子製造氫和氧分子。然而，目前鉑的售價已經超過2,000美元/盎司，低成本的替代催化劑必將深受燃料電池市場青睞。與鉑相比輝鉬礦的儲量十分豐富，並且其成本價格僅為鉑的1/70。層狀結構的輝鉬礦內部還擁有多重微域，並且絕大部分呈惰性狀態。高分辨率穿隧掃描顯微yanjiuhelilunjisuanjieguobiaoming，sanjiaoxingdeerliuhuamubianyuanjiegoukeyizuoweicuihuazuoyongdehuoxingweidian。raner，gaomidugongnengbianyuanweidianhuimukuangcailiaodezhibeiqueshiyixiangjiqiyanjundetiaozhan。 Chang和 Long的研究團隊使用5-吡啶配合基(PY5Me2)製(zhi)造(zao)二(er)硫(liu)化(hua)鉬(mu)分(fen)子(zi)邊(bian)緣(yuan)結(jie)構(gou)類(lei)似(si)物(wu)，這(zhe)種(zhong)材(cai)料(liao)十(shi)分(fen)穩(wen)定(ding)，並(bing)且(qie)擁(yong)有(you)與(yu)輝(hui)鉬(mu)礦(kuang)同(tong)樣(yang)的(de)三(san)角(jiao)形(xing)邊(bian)緣(yuan)位(wei)點(dian)。這(zhe)些(xie)分(fen)子(zi)可(ke)以(yi)用(yong)於(yu)構(gou)建(jian)輝(hui)鉬(mu)礦(kuang)硫(liu)化(hua)物(wu)邊(bian)緣(yuan)結(jie)構(gou)類(lei)似(si)材(cai)料(liao)的(de)基(ji)層(ceng)。這(zhe)種(zhong)分(fen)子(zi)類(lei)似(si)物(wu)的(de)電(dian)子(zi)結(jie)構(gou)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)修(xiu)飾(shi)配(pei)合(he)基(ji)進(jin)行(xing)調(tiao)整(zheng)，這(zhe)也(ye)意(yi)味(wei)著(zhe)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)調(tiao)整(zheng)材(cai)料(liao)的(de)活(huo)性(xing)、穩定性和超電勢改進其催化性能。早在2010年，Chang 、Long 以及Hemamala Karunadasa就曾使用PY5Me2配合基製造出一種鉬-氧(yang)複(fu)合(he)物(wu)，這(zhe)種(zhong)複(fu)合(he)物(wu)可(ke)以(yi)高(gao)效(xiao)的(de)催(cui)化(hua)中(zhong)性(xing)緩(huan)衝(chong)水(shui)甚(shen)至(zhi)是(shi)海(hai)水(shui)的(de)電(dian)解(jie)製(zhi)氫(qing)反(fan)應(ying)。使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)分(fen)子(zi)類(lei)似(si)物(wu)合(he)成(cheng)的(de)輝(hui)鉬(mu)礦(kuang)複(fu)合(he)物(wu)同(tong)樣(yang)可(ke)以(yi)高(gao)效(xiao)的(de)催(cui)化(hua)酸(suan)水(shui)的(de)電(dian)解(jie)製(zhi)氫(qing)反(fan)應(ying)。目前，研究人員正致力於研發其它催化劑材料活性位點的分子類似物，使其適用於多種pH條tiao件jian，並bing將jiang這zhe項xiang工gong作zuo延yan伸shen至zhi光guang催cui化hua係xi統tong之zhi中zhong。盡jin管guan這zhe種zhong輝hui鉬mu礦kuang活huo性xing位wei點dian分fen子zi類lei似si物wu目mu前qian還hai不bu能neng取qu代dai任ren何he一yi種zhong現xian行xing催cui化hua劑ji材cai料liao，但dan是shi這zhe項xiang研yan究jiu卻que為wei增zeng加jia無wu機ji固gu體ti催cui化hua劑ji材cai料liao的de活huo性xing位wei點dian密mi度du提ti供gong了le新xin的de可ke行xing途tu徑jing。