—中科院大连化物所

2019-04-09 15:13:07 中国科学报 　 作者： 刘万生  

近日，中科院大连化物所研究员韩洪宪、中科院院士李灿团队与日本理化学研究所合作，研发出一种可在强酸条件下长寿命电催化分解水的廉价电催化剂，有望在大规模可再生能源制氢技术中应用。相关研究成果发表于《德国应用化学》。

利用光伏发电驱动电解水（PV-E）制氢，是目前最有希望的大规模利用可再生能源的制氢技术。在众多电解水技术中，质子交换膜（PEM）电解水技术受到广泛关注。但是，在PEM强酸条件下工作时，大部分催化剂会不稳定。目前，只有贵金属铱（Ir）能在PEM酸性环境下稳定工作，这极大限制了PEM电解水技术的大规模应用。因此，开发能够取代贵金属的廉价、高效且稳定的电解水催化剂，对发展大规模低成本PEM电解水制氢技术尤为关键。

研究人员基于前期的探索发现了γ型二氧化锰（γ-MnO2）在特殊电位窗口范围内，可实现强酸条件下稳定电催化水分解，并实现了8000多小时的长寿命工作。在此基础上，研究人员还利用原位光谱电化学等方法，系统研究了这种催化剂在强酸性条件下电催化水分解反应的机理。

最后得出结论，γ-MnO2非贵金属电催化剂可以实现在强酸条件下长寿命分解水，为发展廉价、稳定、高效的分解水制氢催化剂开启了新的思路。