納米纖維催化劑，讓電解水來得更快

來源：北青網(wǎng)-北京青年報(bào)

美國(guó)喬治亞理工學(xué)院的科學(xué)家已經(jīng)發(fā)明一種納米纖維，能夠幫助下一代充電電池，提高水電解制氫的效率。

該項(xiàng)研究描述了一種雙鈣鈦礦型納米纖維的研發(fā)，它能成為超快析氧反應(yīng)OER中的催化劑，而超快析氧反應(yīng)正是氫基能源和較新的金屬空氣電池中的一種內(nèi)部電化學(xué)反應(yīng)過程。

鈣鈦礦是這種纖維催化劑的晶體結(jié)構(gòu)，它的存在和構(gòu)成形式對(duì)于增強(qiáng)催化劑的活性和耐用度都至關(guān)重要。在合成新纖維的過程中，研究者使用了一種名為“共摻”或“結(jié)構(gòu)調(diào)整”的技術(shù)，將催化劑的活性直接提高了4.7倍。以靜電紡絲方式制成的鈣鈦礦氧化物的纖維直徑可達(dá)到20納米，創(chuàng)下了迄今為止，此類型纖維zui薄直徑的紀(jì)錄。

研究者發(fā)現(xiàn)，與已有的催化劑相比，新纖維增強(qiáng)析氧反應(yīng)的能力更強(qiáng)，該納米纖維的單位質(zhì)量催化活性比初的粉末催化劑強(qiáng)72倍，是*氧化銥催化劑的2.5倍。按目前的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，堪稱全美的催化劑。而空氣電池雖也是化學(xué)電池，但它以金屬為負(fù)極，使用活性炭吸附空氣中的氧完成電解質(zhì)中的放電反應(yīng)。梅林·柳是佐治亞理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系終身教授，他表示，金屬空氣電池比現(xiàn)有電池能在更小空間內(nèi)存儲(chǔ)更多能量，納米纖維作為催化劑加入后，將使得可充電金屬電池更加強(qiáng)大。

如今，人們已能熟練地以各種設(shè)備使用風(fēng)能、太陽(yáng)能和地?zé)崮埽皇沁@些可再生能量是間歇性的，自然外力停止時(shí)就需要采取措施將富余的能量?jī)?chǔ)存起來。當(dāng)前能夠大量?jī)?chǔ)能的電池都十分昂貴。然而優(yōu)良催化劑的出現(xiàn)能夠加速電化學(xué)反應(yīng)，提升水解電效率，并以成本較低的優(yōu)勢(shì)降低電池售價(jià)，實(shí)踐可持續(xù)發(fā)展理念。

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