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新型氢燃料电池催化剂：廉价如泥土

2019/10/16 12:15:151517

　为了开发出更为低价的车用氢燃料电池，美国电话电报公司子公司桑迪亚国家实验室的研究者日前优化了一种催化剂——二氧化钼。它就像能源催化领域的一匹黑马，其每盎司2美元的价格如同泥土一样廉价，从而代替铂这种每盎司900美元天价的稀有元素金属。经过优化后的催化剂分解水产生的氢气总量，是原始二氧化钼作为催化剂产生量的4倍。桑迪亚国家实验室研究员斯坦仇表示，这仅仅只是开始，若研究更好地整合二氧化钼及燃料电池体系的过程，产出量还将更多。

　　新催化剂的另一个优势在于，催化过程可由太阳光引发，这种特性使其能够给远离电网的用户提供更多获得氢燃料的新方法。　　不同于汽油，氢燃料在燃烧时不会向大气中排放二氧化碳，氢和氧在燃烧过程中只产生水。斯坦仇称，他们还在通过研究二氧化钼在原子尺度的结构转变，来使材料中不活跃的成分也能产生氢气。　　斯坦仇所指的不活跃成分，其实是指二氧化钼的层次不像金属一样是分子的螺栓固定，相反是足够松散以至于彼此间可发生滑移——可做润滑剂，类似于石墨的片层结构，并具有很大的内表面积。　　而这也是难点所在：尽管这些纳米结构的边缘在催化氢能力上可以与铂相提并论，但由于这些多余的结构，商业催化剂就需要大量的二氧化钼。为解决此类难题，另一位研究员布莱恩·卡尔表示，最有效的方法是在溶液中用锂来分离这些纳米层，使得材料分离时将分子点阵变为不同的形式，而所获得的最终产物同样具有催化作用。