成果發(fā)表在《iScience》期刊上。
最近，氫越來越被視為一種能源載體，因?yàn)榕c化石燃料相比，它具有許多優(yōu)點(diǎn)。氫原子是世界上分布最廣的原子，氫氣可被歸類為可再生能源。此外，托木斯克理工大學(xué)的專家解釋說，燃燒這種氣體產(chǎn)生的副產(chǎn)品是環(huán)保產(chǎn)品——水。
工業(yè)規(guī)模的低成本制氫通過電解（電流通過時水分子分裂）進(jìn)行。然而，這一過程需要催化劑——可以降低電力成本的物質(zhì)。昂貴的鉑族金屬在水的電解中表現(xiàn)出最大的催化活性。
作為現(xiàn)有昂貴催化劑的替代品，托木斯克理工大學(xué)和吉林大學(xué)的科學(xué)家研發(fā)出一種基于碳化鉬的易于獲取的水電解催化劑。他們說，這種催化劑的耐久性是現(xiàn)有同類產(chǎn)品的七倍。
該研究參與者之一、托木斯克理工大學(xué)能源工業(yè)先進(jìn)材料實(shí)驗(yàn)室研究員尤利婭·瓦西里耶娃解釋稱：“我們研發(fā)了一種結(jié)構(gòu)，是融合到添加氮原子的石墨基體中的碳化鉬表面的氧化鉬。與同類物質(zhì)相比，新型催化劑的合成簡單且節(jié)能，并且可在15天內(nèi)保持穩(wěn)定，而同類催化劑在50小時后就會失效。”
她補(bǔ)充說，新型催化劑的生產(chǎn)采用非真空電弧法，該方法用于獲取生產(chǎn)磨料、拋光材料和耐磨涂層所需的超硬材料。與生產(chǎn)各種元素碳化物的其他方法不同，這種方法不需要笨重的設(shè)備和隔離反應(yīng)介質(zhì)，而是在露天進(jìn)行合成。
瓦西里耶娃強(qiáng)調(diào)：“析氫反應(yīng)中催化劑的活性通過過電壓值進(jìn)行評估。標(biāo)準(zhǔn)鉑基催化劑的過電壓值為-31mV，過電壓越接近該值越好。大多數(shù)難以生產(chǎn)且價格昂貴的現(xiàn)有同類物質(zhì)的過電壓值平均在-200至-250 mV之間。我們的催化劑則處于-148 mV的水平，且在合成的簡易性方面具有優(yōu)勢。”
未來，專家計劃改進(jìn)新型催化劑的特性，并繼續(xù)尋找更有效的成分。
托木斯克理工大學(xué)是俄羅斯“科學(xué)與大學(xué)”國家項(xiàng)目“優(yōu)先-2030”計劃的參與院校。
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