隨著全球各國脫碳進程的加速，充足的清潔能源似乎已經(jīng)成為當(dāng)下最急需解決的問題。作為應(yīng)對氣候變化的一部分，科學(xué)家們正在尋找從水中生產(chǎn)清潔氫氣的低成本方法，以取代化石燃料。

氫能為車輛提供動力，同時只排放水。在許多工業(yè)過程中，氫也是一種重要的化學(xué)物質(zhì)，尤其是在煉鋼和氨生產(chǎn)中。在這些行業(yè)中，使用更清潔的氫是非常可取的。

近期，來自美國能源部（DOE）阿貢國家實驗室領(lǐng)導(dǎo)的一個團隊開發(fā)了一種低成本的催化劑，用于從水中產(chǎn)生清潔氫。研究人員表示，“一種叫做電解的過程從水中產(chǎn)生氫和氧，已經(jīng)存在了一個多世紀(jì)。”

質(zhì)子交換膜（PEM）電解槽代表了上述過程的新一代技術(shù)。它們可以在接近室溫時以更高的效率將水分解成氫和氧。也正因為如此，人們可以使用可再生但間歇性的能源（如太陽能和風(fēng)能）來生產(chǎn)清潔氫氣。

據(jù)悉，這種電解槽的每個電極（陰極和陽極）都有單獨的催化劑。陰極催化劑生成氫，而陽極催化劑生成氧。問題是陽極催化劑使用銥，目前的市場價格約為每盎司5000美元。銥的供應(yīng)不足和高成本是PEM電解槽廣泛采用的主要障礙。

在上述研究中，新催化劑的主要成分是鈷，它比銥便宜得多。研究人員說，“我們試圖在PEM電解槽中開發(fā)一種低成本的陽極催化劑，以高通量產(chǎn)生氫氣，同時消耗最少的能量。通過使用我們的方法制備的鈷基催化劑，可以消除在電解槽中生產(chǎn)清潔氫氣的主要成本瓶頸。”

最新研究成果已于近期發(fā)表在了《科學(xué)》雜志上。研究人員說，“更一般地說，我們的研究結(jié)果為用更便宜、更豐富的元素取代昂貴的貴金屬催化劑開辟了一條有前途的道路。”

GinerIncR＆D是一家致力于電解槽和燃料電池商業(yè)化的領(lǐng)先研發(fā)公司，在工業(yè)操作條件下使用其PEM電解槽試驗站對新型催化劑進行了評估。事實證明，性能和耐用性遠遠超過競爭對手的催化劑。