在所有已知物质中,氢的能量密度高达120 MJ/kg,大约是柴油或汽油的三倍,这意味着它可以在可持续能源系统中发挥关键作用。但是,通过简单的水裂解高效生产氢气需要高性能催化剂。
现在,日本东北大学和约翰霍普金斯大学的一个合作小组已经开发出了纳米多孔钼基金属间化合物,可以提高氢气的产量。
由非贵重过渡金属形成的纳米级金属间化合物有潜力成为成本效益高、性能稳定的制氢催化剂。然而,具有丰富活性中心和充分电催化活性的整体金属间化合物的开发仍然是科学家面临的挑战。
东北大学材料研究所的Hidemi Kato教授是这项研究的合著者,他说:“我们的研究在解决这个问题方面发挥了关键作用。”“我们专注于设计和工程,利用先进的脱合金技术构建金属间化合物的结构。”
液态金属脱合金是一种处理技术,它利用合金成分在熔融金属浴中的混溶性差异来腐蚀选定的成分,同时保留其他成分。它允许自组织成三维多孔结构。
此外,它能够将μ-Co7Mo6和μ-Fe7Mo6的孔径控制在纳米级,当在同等温度下进行粗化时,其他金属/合金的孔径通常为微米级。
合作小组随后研究了新型纳米多孔金属间化合物的电催化性能。它显示出作为商业HER催化剂用于大电流应用的前景和潜力。
这项研究结果于2022年9月发表在《自然通讯》杂志上。