新研究將金屬廢料轉為制氫催化劑

廢金屬屑可轉化為高效催化劑制取氫氣。圖片來源：諾丁漢大學

英國諾丁漢大學化學學院和工程學院的一組研究人員發現，金屬加工的副產品——金屬屑的表面具有納米級的微小臺階和凹槽紋理。這些結構可錨定鉑或鈷的原子，從而形成一種新型水電解制氫催化劑。該研究發表在英國皇家化學學會《材料化學雜志A》上。

氫是一種清潔燃料，可用于產生熱量或為車輛提供動力，其燃燒的唯一副產品是水蒸氣。

水電解是最有前途的綠色制氫途徑之一，但其制備過程中需要鉑等稀有且昂貴的元素來作催化劑。隨著全球貴金屬供應緊張和價格不斷上漲，人們迫切需要找到替代傳統電催化劑的新方法。

此次，研究人員利用磁控濺射在金屬切屑表面產生“鉑原子雨”。然后，這些鉑原子聚集成納米顆粒，緊密貼合在切屑納米級凹槽上。與最先進的商業催化劑相比，新方法的鉑負載量較低。通過將28微克的貴金屬“撒”在1平方厘米的切屑上，研究人員創建了一個實驗室規模的電解槽。其運行效率為100%，每分鐘僅用一塊切屑即可產生0.5升氫氣。

研究人員表示，由切屑制成的電催化劑有可能對經濟產生巨大影響。新技術解決了兩大問題。首先，它能使用盡可能少的貴金屬來生產綠氫；其次，它可在一個過程中對航空航天工業中的金屬廢料進行升級改造。

（記者張夢然）