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　　就二氧化碳中性能源生產而言，氫是一個備受爭議的選擇。

　　將水分解成氧和可儲存的氫的電解槽單元由可再生資源提供電力，主要由風能和太陽能產生。然而，催化劑是促進這一過程的必要條件。迄今為止，貴金屬氧化物如二氧化釕和二氧化銥被用作基準催化劑。然而，這些金屬價格昂貴、稀有，而且在酸性和堿性環境中都不穩定。

　　高丹丹（音譯）博士是美茵茨約翰內斯·古騰堡大學（JGU）的初級小組組長，也是德國研究基金會資助的沃爾特本杰明獎學金獲得者，她和她的團隊已經成功地設計了一種使用鈷和鎢的替代形式的催化劑，這些元素很容易以低成本獲得。

　　高丹丹博士說：“我們的催化劑的獨特之處在于，隨著時間的推移，它的性能實際上會提高，而傳統的催化劑要么保持穩定的性能，要么會因為不夠耐用而失去一些性能。”

　　“經過優化過程，活性甚至高于基準催化劑。”高和她的團隊的研究結果最近發表在《Angewandte Chemie International Edition》雜志上。

　　是什么導致了自我優化過程？

　　研究人員進行了實驗和理論研究，以找到催化劑非凡的自我優化能力的解釋。

　　他們能夠確定催化鈷鎢氧化物的化學性質在水分解過程中發生了變化。雖然鈷最初主要以Co²⁺的形式存在，但它越來越多地轉化為Co³⁺。

　　同時，原鎢W⁵⁺離子與W⁶⁺離子的比例向有利于后者的方向偏移。

　　高解釋說：“在水的分解過程中有兩個反應。析氫反應（HER）產生氫氣，析氧反應（OER）產生氧氣。”

　　“析氧反應（OER）代表了整個反應的瓶頸。這就是為什么我們如此致力于開發一種能夠促進OER半反應的催化劑。”

　　雖然OER最初是由鎢活性位點引起的，但隨著時間的推移，這一過程會轉移到鈷活性位點。此外，催化劑的電化學活性表面積也隨著時間的推移而增加。研究小組還觀察到表面親水性的變化。它對水的親和力逐漸增加，這在電化學水分解的情況下特別有益。

　　高得出結論：“總的來說，我們記錄到明顯降低的過電位和增加的電流密度，伴隨著OER動力學的大幅增加。所有這些對未來的氫氣生產都是積極的消息。”

　　（素材來自：Johannes Gutenberg-Universität Mainz 全球氫能網、新能源網綜合）