廉价催化剂实现“低成本高效率绿色氢气”……UNIST Lee Seunggeol 教授团队
防止离聚物劣化与氧化，提高制氢效率
低价催化剂同步提升制氢装置性能与耐久性
在氢气生产用阴离子交换膜工艺中，首次揭示了可以预防离聚物降解和氧化现象的原理。
这一成果有望同时提升氢气生产装置的性能和耐久性。
UNIST（校长 Park Jongrae）新材料工程系 Lee Seunggeol 教授团队提出了一种利用低成本非铂系金属催化剂的全新阴离子交换膜水电解技术。
其做法是让钾吸附在催化剂表面，从而减少离聚物与催化剂的直接接触。通过阻止离聚物被氧化，可以降低氢气生产成本。
在一般氢气生产装置中，随着时间推移，负责传递离子物质的离聚物性质会发生变化并趋于脆弱。这会导致氢气生产效率下降以及装置寿命缩短。
研究团队利用了钾的吸附能量比有机化合物大3倍以上这一特点，揭示了氢氧化钾、氢氧化钠等物质可以提高阴离子交换膜水电解系统性能和稳定性的机理。
阳离子物质吸附在催化剂表面，减少了离聚物与催化剂的直接接触。研究团队通过对物质电子结构进行计算的密度泛函理论（Density Functional Theory, DFT）证明，最终可以阻止离聚物氧化，从而维持氢气生产性能。
此前也曾尝试利用强碱性的氢氧化钾和氢氧化钠水溶液改善性能，但其具体原理尚未被阐明。而本次研究所揭示的竞争性吸附策略，被认为将进一步提高低成本催化剂的商业化可能性。
第一作者研究员 Lim Jihoon 强调称：“竞争性吸附策略在催化剂接触界面上有效降低了离聚物材料的电化学氧化。”
Lee Seunggeol 教授表示：“本研究将为包括高性能碱性阴离子交换膜水电解系统在内的多种能源装置的性能和稳定性提升提供方向。”
研究结果已于6月2日在线发表在全球能源领域权威学术期刊《ACS Energy Letters》上。该研究由美国洛斯阿拉莫斯国家实验室 Yu Seung Kim 博士研究团队、美国伯克利大学及伯克利实验室的 Shannon Boettcher 教授共同参与完成，并获得美国能源部和韩国研究财团的资助。
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