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碲化钼催化剂助电解水制氢量翻番

信息来源:r-f.cn  时间:2019-11-05  浏览次数:5

由苏格兰格拉斯哥大学(University of Glasgow)领导的科研小组研究了涂有碲化钼催化剂的电极,发现当电流以特定的高电流脉冲模式作用于电极时,电解过程中产生的氢气量会增加。通过优化脉冲模式,研究小组表示,新的电解方案可以将产生一定数量氢气所需的电量减半。即这种新型高效的电解水方法,可以使每毫伏产生的氢量几乎增加一倍。

相关研究成果《MoTe2在氢气反应中的快速电化学激活》发表在《自然通讯》杂志上。

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碲化钼多面体晶体构造

根据《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》推测,在氢能市场发展中期(2030年左右),氢气年均需求约3500万吨,在氢能市场发展远期(2050年左右),氢气年均需求约6000万吨,中国能源结构从传统化石能源为主转向以可再生能源为主的多元格局,可再生能源电解水制氢将成为有效供氢主体。氢能源作为一种清洁能源,具有能量密度大、燃烧热值高、来源广、零污染、零碳排等诸多优点,被广泛誉为21世纪的“终极能源”,氢能既可以作为运输燃料,也可以作为长时间的电力存储介质。

但是,相较于其他制氢技术(业内常见制氢技术包括煤制氢、天然气重整制氢、工业副产氢提纯制氢等),成本问题是制约电解水制氢技术大规模应用的一大阻碍。

格拉斯哥大学团队的研究重点是寻找一种通过电催化水分解反应生产氢的更有效的方法。他们发现,当采用特定模式的大电流脉冲时,覆盖有碲化钼催化剂的电极在电解过程中产生的氢气量会增加。通过优化酸性电解液中的电流脉冲,他们可以将制造一定量的氢所需的能量减少近50%。

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碲化钼纳米晶活化机理研究

团队科研小组带头人阿列克谢.加宁教授(Alexey Ganin)表示,“储能的未来有无限的可能,使用电池做储能是一种方案,但是氢能也是一个不错的选择。我们的研究为更有效、更经济的通过电解水产生氢,提供了一个重要的新视角。”他介绍,目前英国约三分之一的能源生产需求是通过可再生能源实现的,而在苏格兰,这一数字约为80%。

由于催化增强的程度是由电流控制的,机器学习的最新进展可以用来微调应用电流的正确顺序,以达到最大的输出。该团队的下一个阶段是开发一种人工智能协议,以取代人工控制的输入,寻找在类似催化过程中最有效的电子结构。

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