浙江大學專家研制出一種廉價的新型催化劑，可用于水裂解制備氫氣。這項成果的推廣將有望大規模降低新一代氫能汽車的燃料成本。相關論文近日發表在國際知名學術雜志《自然通訊》（NatureCommunications）。

水裂解制氫的過程被稱為電/光電催化析氧反應（OER），需催化劑才能加速反應效率。傳統的催化劑是貴金屬銥，每克單價接近黃金的兩倍。長久以來，科研人員想要找到廉價的替代品，但OER反應的催化機理和活性位點難以捉摸，此前找到的催化劑往往整體催化效率低，無法代替銥。

浙江大學化學工程與生物工程學院侯陽研究員通過仿生學的方法，設計并開發出一種單原子OER催化劑，將高度分散的鎳單原子錨定在氮—硫摻雜的多孔納米碳基底上。實驗發現，相比市場上廣泛應用的商業銥基催化劑，這種新型催化劑制備成本降低了80%以上，驅動反應所需的能量降低5%，且穩定性大幅度提高，展現出工業級電解水制氫的潛能。

浙大學者研制新型催化劑有望大幅降低氫能汽車燃料成本

浙大學者研制新型催化劑有望大幅降低氫能汽車燃料成本

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OER析氧反應需要由電或光電驅動，課題組將制備的電催化劑進一步選擇性沉積在氧化鐵電極表面，形成一個高效的太陽能驅動水裂解整合光陽極。“這一設計能夠利用太陽光能產生電能，驅動整個催化反應，節省了額外的驅動電源。”侯陽說。

OER析氧反應是水裂解器件和金屬-空氣電池的核心過程。談及未來的應用，侯陽介紹，新一代燃料電池汽車對高能量密度提出重要需求，目標是500瓦時/公斤，讓汽車充滿電后可以跑一天。要進一步提高電池效能，就需要金屬-空氣這一新型燃料電池，水裂解產生的氫氣能源將發揮重要作用，廉價新型催化劑產業化前景看好。