目前威斯康星大学麦迪逊分校Song Jin教授成功研制出一种廉价的析氢催化剂，可在析氢反应中发挥高效催化效果，为氢能源使用开辟一条便捷之路。

威斯康星大学麦迪逊分校Song Jin教授的实验室成功研制了一种电解槽，可利用由矿藏丰富的Co、P、S等组成的催化剂将水分解为氢和氧。氢是一种完美燃料，无论是用于制作电池还是直接燃烧产热，氢的反应产物只有水，没有温室气体CO2。像石油一样，氢还可以用来储能。 通电分解水是常用的制氢方法。虽然水资源也是有限的，但真正制约氢能源发展的最主要因素是在水裂解装置中的Pt（铂）等贵金属材料。

诸如Pt、Pd（铅）、Y（钇）、Au（金）等的贵金属均具有良好的抗氧化性。Song Jin提到，在析氢反应研究中，最主要的任务是找到一种Pt等金属的廉价替代品。Nature Materials 报道了Jin团队的研发新成果——由常见元素P（磷）、S（硫）和Co（钴）组成的新型析氢催化剂，其中Co比Pt便宜1000多倍。

催化剂可降低化学反应进行的初始能垒（即活化能）。这种新催化剂和Pt催化效率接近，并且是目前已报道的非贵金属催化剂中表现最出色的。

Jin的实验室长期关注黄铁矿和一些其它廉价且藏量丰富的金属在能量转换方面的应用，并且于近期取得了新突破。Jin和他的学生Miguel Cabán Acevedo以及 Michael Stone等将铁换成硫钴矿又加入P，进而制备出一种新型高效催化剂。

Jin提到：“尽管电能是分解水来制氢时最常用的能源，但如果利用太阳能将会产生很多有意思的事情。”这种新型催化剂在使用太阳能析氢时同样可以发挥作用。“我们已经研制了一种利用Co催化剂和太阳能进行析氢的装置，这是目前在使用廉价催化剂将太阳能直接转化为氢能的装置系统中，效率最高的。”

许多研究人员都希望找到Pt的廉价替代品。Jin说道：“因为这种新催化剂的性能与Pt不相上下，所以我们立刻向WARF提出了临时专利申请，并在两周内已被受理。”

该催化剂目前处在实验室测试阶段，仍存在许多问题。Jin说：“催化剂的使用成本需要与体系总目标进行综合考虑，有时需要作出取舍。如果你需要建造最好的电解槽，那仍然离不开Pt；但如果你可以牺牲一点点效率并对成本考虑更多，那这种新型Co催化剂会是很好的选择。”

如果期望对气候危机做出改善，那么广泛地使用新能源代替石油燃料将势在必行，Jin说到，“如果期望改善温室气体问题，人们必须从大处着眼。无论是使用电解析氢还是直接利用太阳能析氢，我们都会需要制备大量的氢，但可能并没有足够多的Pt来完成这件事。”


来源:材料人网