钴薄膜带来更洁净燃料
(图示为莱斯大学制作的一种多孔磷化钴薄膜,可以在水电解器件中同时充当正极和负极材料。这个薄膜可以使用水来产生氢气和氧气来供应燃料电池。图中比例尺为500纳米。图片来源:The Tour Group)
据莱斯大学的科学家们所称,钴基薄膜可以肩负双重任务,作为新的催化剂使用水来同时产生氢气和氧气来供应燃料电池 。
这个廉价且高度多孔的材料,是由莱斯大学的化学家James Tour发明的,作为催化剂其具有电解水产生氢气的优点。其单个薄膜远比头发薄,在电解装置中既可以作为阳极,又可作为阴极使用。该项研究由莱斯大学的博士后Yang Yang领导,他们的发现发表在《Advanced Materials》杂志上。
他们确定这些钴薄膜生产氢的能力,比大多数最先进的材料要好得多,并且可以与的商业铂催化剂相竞争(比后者更便宜)。他们报道到,这种催化剂与一些当前的材料相比,同时也产生析氧反应。“令人吃惊的是,在分解水时,同一个材料可以产生氢气和氧气,” Tour说。 “通常的材料只能产生一个或另一个,但不能同时产生氢气和氧气。”
研究人员建议施加利用风能或太阳能源来提供电源,并以钴为基础实现电解水,可以作为氢气和氧气的环境友好型原料来源。
“在这里,我们只能从正极输电到负极,然后再反过来,而氢气和氧气均采用同一材料来制备,” Tour说。 “而且材料本身很容易制备。”他说,制备这种薄膜既廉价又可量产。
实验室在衬底上电沉积一层500纳米的钴薄膜。然后在磷蒸汽中烘烤两小时,以此来转换其为钴/磷化物/磷酸盐薄膜,而不损坏其多孔结构。实验证明,材料强劲耐用,并在酸性和碱性条件下可以使用,Tour说道。
新材料在线编译整理——翻译:Gary
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