韓國UNIST開發出新型製氫催化劑

據中國有色金屬報報道:近日，韓國蔚山科技大學（UNIST）宣布，自然科學部化學科的傑出教授金光洙（音譯）帶領的研究團隊采用貴金屬鉑開發出生產氫燃料的催化劑，催化活性提高了100倍。該項研究成果已於日前發表在能源領域的權威雜誌《自然能源》（Nature Energy）7月30日的網絡版上。

煤炭和石油等化石燃料在燃燒時會釋放出大量二氧化碳氣體，加劇地球溫室效應；而氫氣與空氣中的氧氣反應
，就會發電
，並生成水，是一種清潔可再生能源。不過，由於氫氣生產技術成本高昂，目前並未得到普及。

為了獲得氫氣，典型的方法是將水電解

，生成氧氣和氫氣，這就是“水電解反應”。這種反應需要催化劑，目前主要采用貴金屬鉑
，但由於鉑的儲量有限，較為稀缺，價格也居高不下。因此，需要采用可以替代貴金屬鉑的其他新材料，這也正是氫能領域目前的研究焦點所在。

金光洙教授帶領的超功能性物質研究團隊一直致力於尋找高效氫氣製備方法，Tiwari、Sultan等研究人員將碳納米管（CNT）上引入氮，並塗覆上極微量的鉑，由此開發出新型的製氫催化劑。

正如竹節一樣，這種納米管內部填充了鈷、鐵
、銅tong金jin屬shu的de納na米mi粒li子zi。這zhe些xie成cheng分fen相xiang互hu作zuo用yong後hou
，提ti高gao了le鉑bo的de性xing能neng，由you此ci提ti升sheng了le氫qing氣qi生sheng產chan的de活huo性xing。原yuan來lai鉑bo表biao麵mian捕bu捉zhuo氫qing的de能neng量liang很hen低di，水shui分fen解jie產chan生sheng的de氫qing原yuan子zi相xiang互hu碰peng撞zhuang就jiu會hui形xing成cheng氫qing氣qi。對dui此ci，河he美mei蘭lan（音譯）研究員表示，新開發的催化劑中
，各種成分相互作用

，可以提高鉑的性能，捕捉氫的能量近乎為零，可以極大地提高氫氣生成效率。

明昌宇（音譯）研究員模擬了鉑原子與鉑納米團簇存在下的催化活性。模擬結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)
，鉑(bo)原(yuan)子(zi)與(yu)鉑(bo)團(tuan)簇(cu)混(hun)合(he)時(shi)
，催(cui)化(hua)劑(ji)表(biao)麵(mian)的(de)導(dao)電(dian)性(xing)增(zeng)大(da)，氫(qing)氣(qi)生(sheng)成(cheng)效(xiao)率(lv)顯(xian)著(zhu)增(zeng)加(jia)，這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)全(quan)新(xin)的(de)科(ke)學(xue)現(xian)象(xiang)。根(gen)據(ju)這(zhe)一(yi)模(mo)擬(ni)結(jie)果(guo)進(jin)行(xing)預(yu)測(ce)，催(cui)化(hua)劑(ji)複(fu)雜(za)的(de)表(biao)麵(mian)上(shang)可(ke)以(yi)觀(guan)察(cha)到(dao)原(yuan)子(zi)構(gou)造(zao)，通(tong)過(guo)證(zheng)實(shi)模(mo)擬(ni)的(de)準(zhun)確(que)性(xing)

，也(ye)可(ke)以(yi)顯(xian)著(zhu)提(ti)高(gao)催(cui)化(hua)劑(ji)的(de)活(huo)性(xing)。

金光洙教授表示
，此次研究的重要性在於開發了一種大幅提高氫氣生產效率的全新催化劑，通過模擬並解析該物質，設計出製氫性能最佳的催化劑，也提出了具體的研究方向。困擾氫氣能源產業多年的鉑的經濟性和效率問題也有望得到徹底解決。