水解製氫的催化平衡

據國外網站報道：對於設計新型催化劑來創造可再生能源的科學家來說，平衡不同材料的性能十分重要。來自美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室、約翰霍普金斯大學、德雷克塞爾大學和韓國幾所大學的研究人員在最近的研究中采用逆向思維創造了更好的水解製氫催化劑，以實現氫能的應用。

阿貢材料科學家Nenad Markovic認(ren)為(wei)找(zhao)到(dao)一(yi)種(zhong)適(shi)合(he)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)或(huo)儲(chu)存(cun)的(de)材(cai)料(liao)就(jiu)像(xiang)創(chuang)造(zao)一(yi)段(duan)美(mei)滿(man)的(de)婚(hun)姻(yin)。通(tong)過(guo)使(shi)用(yong)兩(liang)種(zhong)密(mi)集(ji)的(de)天(tian)然(ran)元(yuan)素(su)製(zhi)備(bei)成(cheng)合(he)金(jin)後(hou)再(zai)去(qu)除(chu)其(qi)中(zhong)一(yi)種(zhong)，可(ke)重(zhong)塑(su)材(cai)料(liao)的(de)結(jie)構(gou)

，更(geng)好(hao)地(di)平(ping)衡(heng)了(le)化(hua)學(xue)反(fan)應(ying)的(de)三(san)個(ge)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su)：活(huo)性(xing)
，穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)導(dao)電(dian)性(xing)。科(ke)學(xue)家(jia)們(men)目(mu)前(qian)正(zheng)在(zai)周(zhou)期(qi)表(biao)中(zhong)尋(xun)找(zhao)合(he)適(shi)的(de)元(yuan)素(su)或(huo)元(yuan)素(su)組(zu)合(he)來(lai)製(zhi)備(bei)催(cui)化(hua)劑(ji)
，以(yi)實(shi)現(xian)其(qi)水(shui)解(jie)活(huo)性(xing)的(de)提(ti)升(sheng)及(ji)其(qi)表(biao)麵(mian)上(shang)活(huo)性(xing)位(wei)點(dian)的(de)耐(nai)久(jiu)性(xing)的(de)優(you)化(hua)。然(ran)而(er)，找(zhao)到(dao)活(huo)性(xing)高(gao)，穩(wen)定(ding)性(xing)好(hao)的(de)材(cai)料(liao)一(yi)直(zhi)是(shi)一(yi)個(ge)挑(tiao)戰(zhan)。

對於新的催化劑
，Markovic所(suo)在(zai)的(de)實(shi)驗(yan)室(shi)轉(zhuan)向(xiang)了(le)銥(yi)元(yuan)素(su)
，這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)與(yu)隕(yun)石(shi)最(zui)相(xiang)關(guan)的(de)金(jin)屬(shu)。銥(yi)薄(bo)膜(mo)具(ju)有(you)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)，但(dan)銥(yi)原(yuan)子(zi)在(zai)電(dian)解(jie)質(zhi)中(zhong)會(hui)被(bei)逐(zhu)步(bu)氧(yang)化(hua)，一(yi)部(bu)分(fen)會(hui)因(yin)為(wei)腐(fu)蝕(shi)離(li)開(kai)催(cui)化(hua)劑(ji)表(biao)麵(mian)，降(jiang)低(di)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)。為(wei)了(le)提(ti)高(gao)銥(yi)的(de)活(huo)性(xing)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)，該(gai)研(yan)究(jiu)小(xiao)組(zu)將(jiang)銥(yi)和(he)鋨(e)進(jin)行(xing)合(he)金(jin)化(hua)，以(yi)重(zhong)組(zu)銥(yi)的(de)結(jie)構(gou)來(lai)防(fang)止(zhi)其(qi)氧(yang)化(hua)。與(yu)銥(yi)不(bu)同(tong)，鋨(e)既(ji)沒(mei)有(you)催(cui)化(hua)活(huo)性(xing)，也(ye)不(bu)穩(wen)定(ding)
，但(dan)卻(que)有(you)利(li)於(yu)銥(yi)性(xing)能(neng)的(de)提(ti)升(sheng)。將(jiang)鋨(e)和(he)銥(yi)合(he)金(jin)化(hua)並(bing)去(qu)合(he)金(jin)後(hou)，可(ke)以(yi)得(de)到(dao)三(san)維(wei)銥(yi)納(na)米(mi)孔(kong)的(de)重(zhong)組(zu)結(jie)構(gou)。三(san)維(wei)銥(yi)納(na)米(mi)孔(kong)催(cui)化(hua)穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)增(zeng)強(qiang)是(shi)因(yin)為(wei)孔(kong)內(nei)的(de)電(dian)解(jie)液(ye)少(shao)，銥(yi)離(li)子(zi)很(hen)快(kuai)飽(bao)和(he)
，從(cong)而(er)使(shi)表(biao)麵(mian)原(yuan)子(zi)停(ting)止(zhi)溶(rong)解(jie)。

納na米mi孔kong結jie構gou不bu但dan滿man足zu了le對dui催cui化hua劑ji活huo性xing及ji穩wen定ding性xing的de要yao求qiu，還hai有you助zhu於yu提ti高gao材cai料liao的de導dao電dian性xing。在zai使shi用yong過guo程cheng下xia，多duo孔kong催cui化hua劑ji會hui在zai其qi高gao導dao電dian性xing銥yi內nei部bu形xing成cheng獨du特te的de低di導dao電dian性xing氧yang化hua銥yi外wai殼ke。這zhe樣yang


，電dian子zi可ke以yi很hen容rong易yi地di通tong過guo催cui化hua劑ji到dao達da分fen界jie麵mian，與yu等deng待dai的de水shui分fen子zi實shi現xian水shui解jie反fan應ying。

該課題組名為“納米多孔核殼銥/氧化銥析氧催化劑的平衡活性，穩定性和電導率”的研究在11月13日發表於Nature Communications。這項工作是由DOE，國家研究基金會
，納米融合基金會和韓國能源技術評估和規劃研究所資助的。