中國科學技術大學6月6日消息，該校科研人員在電解水制氫研究中出妙招——巧妙設計出遍布針尖的“松球結構”催化劑，在保持制氫效果不變情況下，與商業鉑碳催化劑相比，鉑金屬的用量僅約原來的七十五分之一。

相關成果近日在線發表在《自然·能源》上。

氫能作為一種高效清潔可再生能源是當前各界關注的熱點，電解水制氫由于零污染、零排放的優勢而受到越來越多研究者注意。如何制出新型價廉高效催化劑成為關鍵一環。

目前按照傳統方式制造的鉑催化劑，催化過程一般發生在催化劑表面，表層鉑原子“忙得團團轉”，內層鉑原子卻“無所事事”。

中國科學技術大學宋禮教授和江俊教授課題組合作，將之前扁平催化劑局限在二維平面反應改造成三維立體反應，形成一個表面滿是針尖的“球”，每個針尖都是一個單原子鉑，保證每個鉑原子都在“生產一線”，使其“無法偷懶”。

江俊表示，理論模擬發現，彎曲的球面會在尖端鉑原子處形成非常強的局域電場，相當于給鉑原子腳上加了一個加速履帶，可以進一步增強催化效率。

測試結果表明，當電解溶液中的反應物通過一顆顆的表面遍布針尖的“松球結構”時，形成氫氣的速率大大增加。宋禮說：“在產氫量相同的情況下，我們設計的催化劑只需要一份鉑，而傳統商業鉑碳催化劑則需要約七八十份，很大程度上降低了催化劑成本。”

據科研人員介紹，鉑金屬在電化學制氫反應中擁有很重要的地位，這一研究最大限度地減少鉑用量且并未影響制氫效果，有望實現規模化應用。

（原標題 中國學者水制氫有妙招 針尖讓催化劑原子“無法偷懶”）