绿色能源领域又有新发现。理化学研究所的研究人员发现一种催化剂可将氢气生产中的铱使用量减少 95%。他们希望提高发展碳中和氢经济的可持续性。
此 日本理化学研究所可持续资源科学中心（CSRS） 日本设计了一种催化剂，可以 降低氢电解器对铱的需求。 由于多种限制，PEM电解生产无法满足大规模使用。通常，电化学反应在过饱和酸性介质和铱等稀土金属中效果最佳。它甚至被视为催化剂的最佳候选者。但铱的短缺阻碍了绿色氢气的生产。
在此背景下， 中村隆平博士CSRS 首席研究员表示，“将 PEM 电解扩大到太瓦级将需要 40 年的铱，这当然是不切实际且极不可持续的。“
绿色氢气生产的挑战
水电解是一种环保的 分离氧和氢分子的电化学过程。 通过这种方法生产的氢气可以储存起来然后再使用。
氢与PEM（质子离子交换膜）结合适合用于储能，可以驱动电动汽车。然而，由于一些限制， PEM电解生产无法满足大规模使用.
亮点：RIKEN 的革命性催化剂 减少 95% 铱使用量
- 此 新型催化剂 is 基于散布在氧化锰基底上的铱原子。
- 它通过电化学方式沉积在镀铂钛网上，具有耐腐蚀性能。
- 此 这种安排的形状是最佳的 对于铱，因为它使用最少的铱提供最高的催化性能。
- 此外，它不会粘连或聚集在一起，从而允许氢气生产 保持高效 在质子交换膜（PEM）电解器中。
- 采用最知名的功效 (94%) 版本。这使得反应能够在酸性环境中以 1000 mA/cm 维持2 一个月。
- 转移的电荷量几乎 大100倍。 它比之前的任何实验都更为重要。
- 用于水电解的 PEM 电解器测试表明，它能够保持稳定性。它成功地保持了 82 个月内效率保持 4% 不变.
- 电解水的产量较其他非原料金属物质增加了10倍。
- 结果表明，通过改变结构可以将反应稳定性提高40倍以上。
- Planar 与锰有更强的键合力， 晶体中平面氧的含量对催化剂的稳定性有积极影响.
“我们需要一种方法来弥合稀有金属和普通金属电解器之间的差距，以便我们能够在多年内逐步过渡到完全可持续的绿色氢”Nakamura博士说道。
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新催化剂的未来潜力
“稳定性的提高不会以牺牲活性为代价，而通常情况下都是如此。使用地球上储量丰富的催化剂以 200 mA/cm2 的速率产生氢气的 PEM 水电解器效率极高。”，说 双孔医生，该研究的共同第一作者。
最终，RIKEN 催化剂将氢气生产中的铱使用量减少了 95%，并凸显了创新的效力。
来源: 更持久、更可持续的绿色氢气生产
