镍黄铁矿——新的制氢催化剂


材料牛注:在铂电极的催化下,可以高效制氢,然而铂稀有且昂贵。Ulf-Peter Apfel和他的同事发现了一个前途无量的新催化剂材料,它有着和铂电极一样高的工作效率。与铂电极不同的是,它价格亲民且在地球上含量丰富。

镍黄铁矿是一个潜力极大的新的制氢催化剂。如同杂志Nature Communications所描述的那样,它有着和铂电极一样高的工作效率。与铂电极不同的是,镍黄铁矿价格亲民且在地球上含量丰富。Ulf-Peter Apfel博士和波鸿鲁尔大学的Wolfgang Schuhmann教授带领团队,与来自马克思普朗克研究所的同行们合作进行了这项研究。

不使用贵金属制氢
除了铂,还有许多催化剂可以使水转化为氢气和氧气,并不一定用到贵金属。也就是所谓的金属硫化物。然而,通常情况是,这些非金属材料是电子的不良导体,因而也只是低效的催化剂。

镍黄铁矿由铁、镍和硫组成。它的结构类似于氢化酶的活性中心,如同自然界已经发现的藻类植物。在目前的研究中,研究者们对比了几种不同情况下的产氢率,分别是自然状态下,加入人工制造的镍黄铁矿和铂,或是使用其他非金属催化剂。

镍黄铁矿和铂一样高效
人工合成的镍黄铁矿是和铂同样高效的催化剂,在测试中它们的表现优于其他所有催化剂。这个在实验室合成的矿物质相比天然发现的变体能更有效地制造氢。原因是天然的镍黄铁矿中所包含的镁和硅会降低它的导电性。科学家们称人工合成的镍黄铁矿是“难以置信的高效”,并且它的产氢速率在很长时间内可以保持稳定。

相较于其他非金属材料,这个矿物质还有更多优势。它有活性极大的表面可以与反应物对接。其他的低价金属材料,则要以纳米颗粒的形式应用催化剂作为电极来构建活性表面,这是很繁琐的过程。

参考原文链接:New catalyst for hydrogen production.

文献链接:Pentlandite rocks as sustainable and stable efficient electrocatalysts for hydrogen generation.

本文由编辑部王旗提供素材,Meadow编译,点我加入材料人编辑部

材料人网尊重所有进行知识传播的媒体,转载请联系tougao@cailiaoren.com

分享到