綠色燃料生產的未來：KAUST 研究人員使用低成本材料生產電極

研究人員 阿卜杜拉國王科技大學 (KAUST) 在使用廉價的地球豐富的金屬製造出高活性電極後，對他們的研究的成功感到驚訝。 高性能水分解裝置需要該產品，該裝置通過分解水分子在陽極釋放氧氣，在陰極釋放氫氣。 據科學家稱，它可以為生產無碳燃料的低成本方法鋪平道路。

“我們的動機是更換水分解系統中的貴金屬陽極，降低成本並促進方便的大規模生產，同時不影響性能，”Cafer Yavuz 實驗室領導該研究的博士後 Pravin Babar 說。 “我們開發了一種界面工程策略，使用更具成本效益的材料，其性能幾乎與標準的貴金屬陽極相當。”

KAUST 研究人員展示了使用塗有鐵和鈷納米材料的金屬泡沫的工藝。 他們應用了一種簡單、快速且可擴展的濕化學方法，在泡沫鎳基材上生長二維氫氧化鈷鐵 (CoFe-OH) 納米片，並將氫氧化鐵 (FeOOH) 納米顆粒沉積到表面上。

“通過使用納米材料沉積來設計電極和水之間的界面，該團隊創造了一種將高電導率與高表面積相結合的材料，該材料覆蓋了豐富的分子氧 (O2) 生產活性位點，”KAUST 報導。

在材料被證明足夠堅固以在延長的數小時內保持其性能後，該測試顯示出有希望的結果。 KAUST 透露，在連續使用 50 小時內，材料保持一致。

“與最近報導的其他催化劑相比，基於其在高電流密度下卓越的析氧反應性能、動力學和長期穩定性，我們的材料是低成本析氧反應電極的最合適候選者，”Babar 說。

Yavuz 還對通過在單一電極材料中無縫結合納米材料所實現的協同性能提升表示高興。

“這是我們第一次嘗試從水電解中獲得可再生氫，”他說。 “我們的目標是開發一個可持續的整體水分解系統，而不僅僅是析氧反應，”他說。 “我們很高興我們的設計正在發揮作用，並希望在幾年內擁有一個可以工作的原型設備。”