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氫能源作為一類高能量密度的可再生清潔能源日漸受寵，而用電解水方法制備氫氣時，以往多使用成本高昂、儲量稀少的貴金屬催化劑（如氧化銥等）。記者從南京工業(yè)大學獲悉，該校開發(fā)出一種新型的非貴金屬催化劑，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氧化銥催化劑，價格僅為氧化銥的千分之一，這一研究成果日前在《自然·通訊》上發(fā)表。
據研究團隊周嵬教授介紹，這種反鈣鈦礦基的新型非貴金屬催化劑不僅催化活性高，穩(wěn)定性好，降低了能耗，而且物美價廉。反鈣鈦礦結合了鈣鈦礦結構的靈活性和過渡金屬氮（碳）化物高導電性、優(yōu)異電催化性等優(yōu)點，理論上來說是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ奈鲅醴磻姶呋瘎Ｈ欢外}鈦礦材料有著類似的瓶頸，就是其成相溫度高達幾百甚至上千攝氏度，導致材料燒結嚴重，比表面積低下，活性位點暴露極少。鑒于此，該研究團隊首先設計了反鈣鈦礦催化劑，隨后開發(fā)出了一種多孔的具有核殼結構的復合催化劑。該催化劑僅需要比熱力學理論高出0.23V的電壓，即可驅動析氧反應的發(fā)生。
據論文第一作者朱艷萍介紹，電解水制氫的時候，陰極和陽極都會發(fā)生反應，陰極產氫氣，陽極產氧氣。陽極的反應很慢，會限制整體的催化效率，“所以我們開發(fā)的這種陽極的非貴金屬催化劑，使得產氧氣的速度變快了，這樣，產氫氣就不會被拖后腿了，制備氫氣的整體效率也大大提高了。”該項研究開發(fā)出來的新型非貴金屬催化劑兼具極高的催化活性與穩(wěn)定性，而且與儲量匱乏、成本高昂（600元/克）的氧化銥相比，價格僅為其千分之一，在實際應用中顯示出了極大的前景。