麻省理工学院开发的一种新的水分解催化剂材料可以使燃料电池和高级电池更加可行。亚博网站下载
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燃料电池可以非常有效地将氢气和氧气变成水和能量 - 但分裂水以使气体排在第一处。在麻省理工学院开发的新型催化剂可以改变这一点，并基于氢气和水的储能，如上面的概念，更加可行。（图片信用：photos.com）
由杨少号领导的研究小组，机械工程和材料科学教授测试了一组新的催化剂，以评估其促进水分解反应，产生氧气和氢气的能力。亚博网站下载亚博老虎机网登录他们的工作已在自然通信中发表。
这样就可以将这两种气体分离并储存起来，这样它们就可以在燃料电池中重新组合以产生能量。
燃料电池是发电的非常有效的方法，如果可以有效地生产，氢气是存储能量的最佳方式之一。
高效的存储对于可再生电源尤为重要，因为它们产生的功率通常会涌入（从明亮的阳光或高风时期），这不能定时与需求重合。高效的存储将允许将这种能量存储在需要之前，而不会浪费太多。
然而，现有的电解水制氢技术成本昂贵，而且效率不高。许多科学家正在寻找一种理想的催化剂，这种催化剂由便宜的材料制成，使水变成氢就像给电池充电一样容易。亚博网站下载
邵霍恩的团队此前保持着最佳水分解催化剂的记录，但即使是这样，他们在性能和耐用性方面的新进展也黯然失色——之前的材料结构在反应过程中变化非常迅速。
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新催化剂的双钙钛矿晶体结构，在钴(粉色)和氧(红色)晶格中有明显的钡(绿色)和镧(紫色)位点。(图片来源:邵霍恩Y.)
新材料具有双钙钛矿结构 - 许多天然行动矿物共享的钙钛矿结构的衍生物。已发现合成钙钛矿具有作为超导，铁电和巨大磁阻的这种性质，因此在这个家庭中发现另一种突破性的材料并不奇怪。
“双钙钛矿”这个术语来自于晶体结构中有两个不同的位置，一个是钡，另一个是镧元素(在这种情况下是镨、钐、钬或钆)。
这种结构允许许多变化，麻省理工学院的研究小组表明，这种结构对水分裂反应具有很大的催化活性范围。
最强的催化剂是那些含有镨的——事实上，它们在所有被测试过的材料中具有最高的活性，而且在化学上也更稳定。
正如博士后研究员亚历克西斯·格里莫德(Alexis Grimaud)所坚持的那样，这只是这个新催化剂家族的开始:
“我们找到了控制活性和稳定性的物理参数，这将为未来的研究提供指导。”这个家庭很大，到目前为止的工作还只是皮毛而已。利用我们开发的方法，我们可以对它们进行筛选，系统地寻找活性催化剂。”
这些化合物可以铺平氢燃料电池的商业用途，先进的可充电金属 - 空气电池和直接太阳能分裂。
进一步的信息
- ＂新材料改亚博网站下载善了氧催化——麻省理工学院新闻
- ＂双钙钛矿作为碱性溶液中析氧的高活性催化剂家族- Y. Shao-Horn等人，Nat Comms. 2013。DOI:10.1038 / ncomms3439
