发现了分裂水的新型混合催化剂

将水分解成其组分的大多数系统-氢气和氧气-需要两种催化剂，一种用于促进分离氢气的反应，另一种用于产生氧气。由商业上可获得的镍泡沫制成的由铁和二磷酸镍制成的新催化剂具有两种功能。

研究人员表示，它有可能大幅降低从水中产生氢气所需的能量，同时产生高电流密度，即产氢量。较低的能量需求意味着可以以较低的成本生产氢气。

“它让我们更接近商业化，”Zhioneng，MD的Anderson教授，物理学教授，以及描述周五在NatureCommunications上发表的新催化剂的论文的主要作者。

氢被认为是清洁能源的理想来源，以燃料电池的形式为电动机提供动力或在内燃机中燃烧，以及许多工业用途。Ren说，因为它可以被压缩或转换成液体，所以它比其他形式的能量更容易储存，他也是UH的德克萨斯超导电中心的研究员。

但是找到一种实用，廉价和环保的方法来生产大量的氢气-特别是通过将水分解成其组成部分-一直是一个挑战。

目前大多数氢气是通过蒸汽甲烷重整和煤气化生产的;这些方法提高了燃料的碳足迹，尽管它燃烧得很干净。

虽然传统的催化剂可以从水中生产氢，但共同作者，UH的物理学助理教授ShuoChen表示，他们通常依赖昂贵的铂族元素。这增加了成本，使得大规模的水分裂变得不切实际。

“相比之下，我们的材料是基于地球丰富的元素，并表现出与铂族材料相当的性能，”她说。“它可能以低成本扩大规模，这使得它非常具有吸引力并且有望实现水分解的商业化。”

研究人员表示，经过40多个小时的测试，催化剂仍然稳定有效。

他们写道，这种新催化剂“被证明是一种突出的双功能催化剂，用于整体水分解，在相同的碱性电解液中表现出极高的OER(析氧反应)和HER(析氢反应)活性。事实上，它开创了一种新的催化剂。记录在碱性水电解槽中(1.42V，提供10mAcm-2)，而在商业上实用的电流密度为500mAcm-2。

先前的催化剂使用不同的材料来促进产生氢的反应，而不是用于产生氧的反应。Ren说，磷化铁颗粒和二磷化物颗粒之间的相互作用促进了两种反应。“不知何故，这两种材料的共同努力比任何单一材料都要好，”他说。

除了Ren和Chen之外，论文的其他作者包括方瑜，周海青和孙晶英，他们都是UH物理系;范勤和吉明宝，与UH电气与计算机工程系;和YufengHuang以及加州理工学院材料与过程模拟中心的WilliamA.GoddardIII。

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