低成本水分解製氫技術

據國外網站報道：“清潔能源經濟”總是距我們一步之遙，卻未曾企及。絕大多數的交通、生(sheng)產(chan)及(ji)製(zhi)造(zao)業(ye)仍(reng)依(yi)賴(lai)於(yu)化(hua)石(shi)能(neng)源(yuan)。但(dan)隨(sui)著(zhe)一(yi)係(xi)列(lie)的(de)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)突(tu)破(po)，氫(qing)
，這(zhe)一(yi)宇(yu)宙(zhou)中(zhong)最(zui)豐(feng)富(fu)的(de)元(yuan)素(su)，正(zheng)逐(zhu)漸(jian)成(cheng)為(wei)未(wei)來(lai)清(qing)潔(jie)能(neng)源(yuan)社(she)會(hui)的(de)能(neng)量(liang)載(zai)體(ti)。為(wei)了(le)更(geng)進(jin)一(yi)步(bu)實(shi)現(xian)氫(qing)能(neng)的(de)大(da)規(gui)模(mo)應(ying)用(yong)，賓(bin)夕(xi)法(fa)尼(ni)亞(ya)州(zhou)立(li)大(da)學(xue)和(he)佛(fo)羅(luo)裏(li)達(da)州(zhou)立(li)大(da)學(xue)聯(lian)合(he)開(kai)發(fa)低(di)成(cheng)本(ben)工(gong)業(ye)規(gui)模(mo)催(cui)化(hua)劑(ji)

，利(li)用(yong)低(di)能(neng)耗(hao)水(shui)解(jie)過(guo)程(cheng)生(sheng)產(chan)純(chun)氫(qing)。

目mu前qian工gong業ye製zhi氫qing的de方fang法fa集ji中zhong在zai甲jia烷wan重zhong整zheng製zhi氫qing技ji術shu
，其qi副fu產chan物wu二er氧yang化hua碳tan排pai放fang到dao環huan境jing中zhong會hui造zao成cheng溫wen室shi效xiao應ying。該gai方fang法fa需xu消xiao耗hao大da量liang熱re能neng
，通tong常chang來lai自zi核he電dian站zhan廢fei熱re或huo太tai陽yang能neng
，均jun麵mian臨lin著zhe技ji術shu和he高gao成cheng本ben的de挑tiao戰zhan。此ci外wai，工gong業ye上shang還hai有you利li用yong鉑bo催cui化hua水shui分fen解jie的de方fang法fa製zhi備bei氫qing氣qi。盡jin管guan鉑bo是shi理li想xiang的de催cui化hua劑ji

，但dan十shi分fen昂ang貴gui。如ru果guo能neng夠gou有you廉lian價jia催cui化hua劑ji替ti代dai鉑bo，那na麼me氫qing氣qi替ti代dai化hua石shi燃ran料liao在zai交jiao通tong等deng行xing業ye的de應ying用yong指zhi日ri可ke待dai。

二硫化鉬（MoS₂）被認為是鉑催化劑的替代品，因為其氫吸附吉布斯自由能接近0，而吉布斯自由能越低，使反應進行所需要的額外能量越少。然而，使用MoS₂作為催化劑仍存在較多問題。在穩定狀態下，MoS₂shibandaoti，qichuandaodianzinengliyouxian。weijiejuegaiwenti，binxifaniyazhoulidaxuehefoluolidazhoulidaxuedelianhetuanduizaicuihuajizhongtianjiayanghuashimoxi，yanghuashimoxishitandeyizhonggaodiandaolvjiegou。ciwai，weijinyibujiangdiziyouneng，gaituanduijiangMoS2和鎢合金化
，將氧化石墨烯和二硫化鉬-鎢合金交疊形成薄膜。鎢的添加降低了水的電解電壓，從純二硫化鉬所需的200mV降至96mV。至zhi此ci，水shui的de電dian解jie過guo程cheng隻zhi需xu消xiao耗hao少shao量liang的de電dian能neng。將jiang電dian極ji浸jin於yu溶rong液ye中zhong並bing施shi加jia較jiao低di的de電dian壓ya，質zhi子zi便bian被bei吸xi附fu在zai催cui化hua劑ji表biao麵mian，兩liang個ge質zhi子zi一yi同tong遷qian移yi形xing成cheng氫qing氣qi並bing被bei釋shi放fang。

從理論角度分析，電子軌道在這一過程中起到關鍵作用。使用純MoS2作為催化劑時，金屬的電子軌道與氫氣的電子軌道在關鍵反應步驟中無法較好重疊
；當使用二硫化鉬-鎢wu合he金jin作zuo為wei催cui化hua劑ji時shi
，催cui化hua劑ji電dian子zi軌gui道dao與yu氫qing氣qi的de電dian子zi軌gui道dao交jiao疊die良liang好hao
，使shi反fan應ying更geng高gao效xiao地di進jin行xing。這zhe與yu鉑bo作zuo為wei催cui化hua劑ji電dian解jie水shui效xiao率lv高gao的de原yuan因yin相xiang同tong，但dan考kao慮lv到dao成cheng本ben和he鉑bo的de含han量liang
，二er硫liu化hua鉬mu-鎢合金是更好的選擇。