《科学进展》：电催化剂研究取得进展，高效电解氢更近一步

来自康奈尔大学、俄勒冈州立大学以及阿尔贡国家实验室的研究人员近日取得新成果，使得从水中高效地大量生产氢气更接近成为现实。

研究人员使用先进的实验工具，对电化学催化过程形成了更清晰的理解，这比从天然气中提取氢气更清洁、更可持续。

研究结果已发表在《科学进展》(Science Advances)杂志上。

根据美国能源部的数据，美国的大部分氢气是通过一种被称为蒸汽-甲烷重整的技术从甲烷源(如天然气)中生产的。该过程包括在催化剂的存在下使甲烷经受加压蒸汽，产生产生氢气和一氧化碳以及少量二氧化碳的反应。

随后，再通过水煤气变换反应，生成二氧化碳和额外的氢气。最后，变压吸附，除去二氧化碳和其他杂质，留下纯氢。

从水中电解氢气更清洁、更可持续。然而，水分解的效率很低，主要是由于过程中一个关键的半反应，即析氧反应或OER反应的超电势很高导致。

电催化剂对于通过降低过电位来促进水分解反应至关重要，但是开发高性能的电催化剂远非易事。

主要障碍之一是缺乏关于电化学操作期间电催化剂的演变结构的信息。了解电催化剂在OER期间的结构和化学演变对于开发高质量的电催化剂材料至关重要，反过来，也有助于能源的可持续性。

这项研究使用了一套先进的表征工具来研究酸性电解质中最新的电催化剂铱酸锶(SrIrO3)的原子结构演化。

利用阿尔贡的同步加速器x光设备和OSU西北纳米技术基础设施的实验室x光光电子能谱，研究人员观察了在OER期间SrIrO3的表面化学和晶体到无定形的转变。

这些观察使人们对铱酸锶作为催化剂的能力有了深入的了解，提供了关于外加电位如何促进电化学界面上功能性非晶层形成的见解，并为设计更好的催化剂提供了可能性。

编译/前瞻经济学人APP资讯组

论文链接：

https://advances.sciencemag.org/content/7/2/eabc7323