據(jù)俄羅斯科技信息網(wǎng)援引俄“斯科爾科沃”科技學(xué)院消息，該校研究人員會(huì)同美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯丁分校和麻省理工學(xué)院兩所高校的同行合作研發(fā)出可大幅提高堿性溶液電解水分解效率的催化劑。這是生產(chǎn)可再生清潔氫能源的關(guān)鍵過(guò)程之一。

    要想使電解水生產(chǎn)氫能源方法在現(xiàn)代能源生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，需要解決諸如能源需求量大、電解水裝置成本高及裝置壽命有限等一系列技術(shù)問(wèn)題。特別是以鉑和銥等貴金屬為原料制造的電解催化劑成本高昂，極大限制了氫能的大規(guī)模應(yīng)用。新型催化劑研究成果的第一完成人梅福德教授認(rèn)為，如果能研究出使用廉價(jià)且方便獲取的材料制取的電解水催化劑，就可以得到可商業(yè)化應(yīng)用的生產(chǎn)可再生能源的方法，并將極大促進(jìn)使用氫能的新能源汽車的設(shè)計(jì)和推廣使用。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，需要在原子層面明了影響其功效的因素以及催化劑的特性。以斯蒂文森教授為首的研究小組合成了一系列鈣鈦礦型（鈣鈦礦是稀土礦的一種—鈦酸鈣）鑭鈷氧化物，可通過(guò)用鍶來(lái)替代部分鑭的方式來(lái)控制其性質(zhì)?！八箍茽柨莆帧笨萍紝W(xué)院的阿巴庫(kù)莫夫教授等科研人員使用透射電子顯微鏡研究了晶體表面和內(nèi)部的材料結(jié)構(gòu)。

    研究人員在麻省理工將上述數(shù)據(jù)用于水在堿性溶液中的電解反應(yīng)過(guò)程做了數(shù)學(xué)模擬，并在其基礎(chǔ)上得到了確定催化劑特性的兩個(gè)重要指標(biāo)：鈷—氧共價(jià)結(jié)合的程度（鈷和氧的價(jià)電子的能量接近）和氧空位的濃度（在材料的晶體結(jié)構(gòu)中的位置，應(yīng)該由氧原子占據(jù)但在活躍的催化劑中卻被空置）。斯蒂文森的團(tuán)隊(duì)基于這兩個(gè)指標(biāo)，將氧與不足量的鍶鈷氧化物的混合物SrCoO2.7作為催化劑的基體，其電解水活性要比現(xiàn)有最好的工業(yè)用催化劑二氧化銥（IrO2）強(qiáng)20倍，但成本卻大大降低。史蒂文森教授透露，目前研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制取了改進(jìn)的堿性電解水催化劑的原型，這一成就促使團(tuán)隊(duì)克服研究過(guò)程中的困難，成功將電解水裝置、燃料電池和電池組進(jìn)行應(yīng)用。相關(guān)學(xué)術(shù)論文已經(jīng)在《Nature Communications》雜志上發(fā)表。