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研究人員研發出鉑催化劑替代品

2026-04-11 22:21:094658

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) huimukuangshimuyuansudejingtiliuhuawu，tongshiyeshijinshumudezhuyaotiqukuangwu，qihaikeyizuoweishiyouhetianranqidetuoliucuihuajishiyong，yongyujianshaozhexieranliaoranshaosuoshifangdeeryanghualiu。jinqiyanjiujieguobiaoming，huimukuangdenamikelihaikeyiyongzuoguanghuaxuehedianhuaxuedianjieshuizhiqingfanyingdecuihuaji。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研yan究jiu和he理li論lun計ji算suan結jie果guo表biao明ming，三san角jiao形xing的de二er硫liu化hua鉬mu邊bian緣yuan結jie構gou可ke以yi作zuo為wei催cui化hua作zuo用yong的de活huo性xing位wei點dian。然ran而er，高gao密mi度du功gong能neng邊bian緣yuan位wei點dian輝hui鉬mu礦kuang材cai料liao的de製zhi備bei卻que是shi一yi項xiang極ji其qi嚴yan峻jun的de挑tiao戰zhan。 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)。