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低成本高效率：新型催化剂移动海水淡化，氢生产更接近商业化

时间：2022-06-10 14:25:07 来源：

快速，在室温下的一步组装以低成本产生高效率。

海水占地球上所有水中的96％，使其成为满足世界越来越多的清洁饮用水和无碳源需求的诱人资源。科学家已经拥有脱盐海水的技术能力，并将其分开以生产氢气，这是一种随着清洁能源的来源。

但是现有方法需要在高温下在高温的高温下进行多个步骤，以产生具有所需效率的催化剂。这需要大量的能量并推动成本。

休斯顿大学的研究人员报告了一种氧不足催化剂，只需几分钟即可在室温下在市售的镍泡沫上生长。与先前报道的氢进化反应催化剂配对，它可以在低电压下实现工业上所需的电流密度。这项工作是在能源与环境科学发表的论文中描述的。

任志峰，德克萨斯大学超导研究中心主任（TCSUH）和本文的通讯作者表示，快速，低成本的产量对商业化至关重要。

“任何发现，任何技术的发展，无论是多么好，最终成本就会发挥最重要的作用，”他说。“如果成本令人禁止，它将无法将其推向市场。在本文中，我们发现了一种降低成本的方法，以便商业化将更容易，更宽容。“

由休斯顿大学德克萨斯超导中心主任Zexas Ren主任的研究人员报告说，氧气不断发展的催化剂只需几分钟即可在室温下生长，并且能够有效地生产清洁的饮用水和氢气海水。

REN的研究组和其他人以前则报道了一种氢氧化合物作为分裂海水的催化剂，但生产材料在300摄氏度和600摄氏度的温度下进行的冗长过程，或高达1,100华氏度。高能量成本使商业用途不切实际，高温降低了镍泡沫的结构性和机械完整性，使得长期稳定性是一个令人担忧的，他也是M.D.Anderson of uh的物理学教授.

为了解决成本和稳定性，研究人员发现了在镍泡沫上使用镍 - 铁（氧）氢氧化物，掺杂少量硫在室温下在五分钟内产生有效催化剂。他们说，在室温下工作既减少了成本和改善的机械稳定性。

“为了提高氢气经济，必须开发成本效益和容易的方法，以合成用于高性能海水电解的NiFe型（氧）氢氧化物催化剂，”他们写道。“在这项工作中，我们开发了一种一步表面工程方法，在室温下在1至5分钟内从商业Ni泡沫中制造高度多孔的自支持的S掺杂的Ni / Fe（氧）氢氧化物催化剂。”

除了任，共同作者还包括第一作者罗玉和荔波吴，布莱恩麦凯恩，邵伟歌，丹罗，方豪张和朔辰，都与呃物理系和TCSUH;中国中南师范大学物理科学与技术学院的莹宇。

仁说，研究人员方法的一个关键是决定使用化学反应来产生所需的材料，而不是在物理转化上进行能量消耗的传统聚焦。

“这使我们带到了正确的结构，氧气不断发展催化剂的合适组合物”，“他说。

参考：“超快室温合成多孔S掺杂的Ni / Fe（氧”氢氧化物电极用于海水分裂中的氧气进化催化“由罗宇，荔枝吴，Brian Mcelhenny，Shaowei Song，Dan Luo，Fanghao Zhang，Ying Yu，Shuo陈和志峰任经6月2日2020年6月2日，能源与环境科学.DOI：
10.1039 / d0EE00921K.


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