新型催化劑實現電流密度和穩定性“雙高”，有望助推綠氫工業化生產進程

來自西班牙多家研究機構和法國國家科學研究中心的科學家利用鈷鎢氧化物，研製出一種新型非銥催化劑，並獲得了非銥催化劑迄今最高的電流密度和最高穩定性。新研究首次在不使用銥的工業條件下，實現了穩定的質子交換膜（PEM）水電解制造綠氫，是該領域的一個新里程碑。相關論文發表於20日出版的《科學》雜誌。

綠氫已成爲一種極有潛力的化學和能源載體，有助人類社會脫碳。水電解技術是目前製造綠氫的一種有效途徑，實施方式之一是利用PEM來高效生產綠氫。

但迄今包括PEM在內的很多水電解技術，都需要基於鉑和銥等稀有元素的催化劑。鑑於陽極催化劑必須在高腐蝕性的酸性環境中運行，只有銥氧化物在所需的工業條件下表現出穩定性。但銥是地球上最稀有的元素之一。在最新研究中，來自西班牙巴塞羅那光子科學研究所（ICFO）等機構的科學家，在尋找銥催化劑的替代品方面邁出了重要一步。

ICFO團隊解釋說，傳統催化劑設計通常側重於改變所用材料的組成或結構。但他們另闢蹊徑，基於豐富且廉價的鈷設計出一種新材料。該材料能積極地將反應成分（水及其組成成分）納入其結構中。結果顯示，這種方法能夠在與工業應用相關的高電流密度下穩定運行。

ICFO研究人員指出，他們將得到的鈷催化劑組裝到PEM反應器中，實現了比其他現有技術更高的活性和穩定性。他們將電流密度提高到1安培/平方釐米，催化劑能穩定運行600多小時，實現了使用非銥催化劑在水解制氫中迄今最高的電流密度和最高穩定性。因此這種鈷基催化劑是銥基催化劑的可行替代品。

不過，研究團隊也指出，儘管鈷比銥更豐富，但其也有缺陷，比如有毒，因此他們也在研究基於錳、鎳等其他材料的替代品。

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