发现高效催化剂可以简化氢经济

与汽油一样，氢气也可用于储存能量。

氢通常通过用电力分离水来生产。尽管供水基本上是无限的，但未来“氢经济”的主要障碍是在水分解装置中需要铂或其他昂贵的贵金属。

贵金属抗氧化，包括许多贵金属，如铂，钯，铱和金。

威斯康星大学麦迪逊分校的化学教授宋进说：“在氢析出反应中，整个游戏正在寻找廉价的铂金和其他贵金属替代品。”

在今天出现的NatureMaterials在线版中，Jin的研究小组报告了一种含有磷和硫的制氢催化剂-两种常见元素-和钴，一种比铂便宜1000倍的金属。

催化剂降低了开始化学反应所需的能量。Jin报告称，新催化剂几乎与铂一样有效，并且可能在迄今为止报道的非贵金属催化剂中表现出最高的催化性能。

这一进展源于Jin实验室的一项长期研究，该实验室专注于使用铁黄铁矿(傻瓜金)和其他廉价，丰富的能源转化材料。Jin和他的学生MiguelCabán-Acevedo和MichaelStone通过更换铁来制造钴黄铁矿，然后加入磷来发现新的高性能催化剂。

虽然电是将水分解为氢和氧的常用能源，但“人们对利用阳光直接分解水很感兴趣，”Jin说。

Jin说，新催化剂也可以利用阳光产生的能量。“我们已经展示了使用这种钴催化剂和太阳能来驱动氢气生成的概念验证装置，这种装置对于仅依靠廉价催化剂和材料直接从阳光转化为氢气的系统而言，也具有最佳报告效率。”

Jin说，许多研究人员正在寻找更便宜的铂替代品。“因为这种新催化剂非常好，而且与铂的性能非常接近，所以我们立即要求WARF(威斯康星州校友研究基金会)提交临时专利，他们在短短两周内就完成了这项专利。”

Jin说，许多问题仍然存在于仅在实验室进行过测试的催化剂。“与整个系统相比，需要考虑催化剂的成本。总有一个权衡：如果你想制造最好的电解槽，你仍然想要使用铂金。如果你能够牺牲一点性能而且更多关注成本和可扩展性，你可以使用这种新的钴催化剂。“

Jin说，如果能够影响气候危机，必须大规模地实施用可再生太阳能替代大部分化石燃料的战略。“如果你想要解决全球变暖问题，你必须要考虑一下。无论我们想象从电力制造氢气，还是直接从太阳光制造氢气，我们都需要平方英里的设备才能产生大量的氢气。而且可能没有足够的铂金来做到这一点。

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