新研究将金属废料转为制氢催化剂

废金属屑可转化为高效催化剂制取氢气。图片来源：诺丁汉大学

科技日报记者 张梦然

英国诺丁汉大学化学学院和工程学院的一组研究人员发现，金属加工的副产品——金属屑的表面具有纳米级的微小台阶和凹槽纹理。这些结构可锚定铂或钴的原子，从而形成一种新型水电解制氢催化剂。该研究发表在英国皇家化学学会《材料化学杂志A》上。

氢是一种清洁燃料，可用于产生热量或为车辆提供动力，其燃烧的唯一副产品是水蒸气。

水电解是最有前途的绿色制氢途径之一，但其制备过程中需要铂等稀有且昂贵的元素来做催化剂。随着全球贵金属供应紧张和价格不断上涨，人们迫切需要找到替代传统电催化剂的新方法。

此次，研究人员利用磁控溅射在金属切屑表面产生“铂原子雨”。然后，这些铂原子聚集成纳米颗粒，紧密贴合在切屑纳米级凹槽上。与最先进的商业催化剂相比，新方法的铂负载量较低。通过将28微克的贵金属“撒”在1平方厘米的切屑上，研究人员创建了一个实验室规模的电解槽。其运行效率为100%，每分钟仅用一块切屑即可产生0.5升氢气。

研究人员表示，由切屑制成的电催化剂有可能对经济产生巨大影响。新技术解决了两大问题。首先，它能使用尽可能少的贵金属来生产绿氢；其次，它可在一个过程中对航空航天工业中的金属废料进行升级改造。