電解水制氫研究又一突破

近日，安徽工業大學材料科學與工程學院新能源材料團隊在國際權威期刊《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）上發表了電催化水分解制氫最新研究成果，該研究可在室溫條件下快速獲得單元金屬鐵基催化劑。

據了解，電解水制取氫氣是目前獲取可再生清潔氫能源的有效方式之一，的但該方式具有高能耗、高成本的問題，因此需要借助電催化劑提高水分解反應的效率。近年來，鎳鈷鐵基過渡金屬氫氧化物材料憑借其儲量豐富、成本低、易于制備及環境友好等優勢，受到科研人員的關注，并作為一類穩定且廉價的電催化劑，被人們寄予了克服電解水制氫高能耗問題的厚望。

相比之下，鐵基催化劑的電催化性能較差，但鐵元素是地球儲量僅次于鋁的金屬元素，而且其價格相對于鎳或鈷具有更加明顯的成本優勢。因此，設計開發高性能鐵基電催化劑對于實現高效低成本電解水制氫具有重要意義。

對此，安徽工業大學新能源材料研究團隊采用化學腐蝕法，在泡沫鐵基底上原位生長了一種垂直于基底的硫摻雜羥基氧化鐵納米片，該方法在室溫條件下即可快速獲得單元金屬鐵基催化劑，其電催化性能遠高于商用貴金屬釕基催化劑，并利用原位譜學技術和理論模擬計算系統地研究了這種催化劑的電催化反應機理。

據介紹，該工作為發展非貴金屬基電催化劑，實現高效低成本電解水制氫提供了一種新途徑，并展現出良好的市場應用前景。

安徽工業大學教師陳翔為該論文第一作者，通訊作者為陳翔、馬連波和柳東明教授。研究工作得到國家自然科學基金、安徽省自然科學基金、先進金屬材料綠色制備與表面技術教育部重點實驗室開放基金的資助。