析氫材料之硫化鎢

氫是一種清潔、可迴圈利用的物質，被認為是一種理想能源載體，可以高效地轉變為可利用的有效能而不帶來環境問題。電解水制氫是最有前景、最潔淨的制氫方法之一，但由於析氫過電位的存在導致能耗增加，所以開發具有高活性的析氫材料來提高產氫效率這一課題已經被廣泛研究。

析氫材料的核心就是催化劑，傳統的鉑催化劑，催化性能強勁，一直是該材料領域無法撼動的霸主，不足的是，鉑金屬太貴，而且會生成毒副產物。也因此，尋找析氫過電勢較小、廉價、地球蘊含量高且能大批量合成的析氫材料是個極有意義的工作。

天時，地利，人和？近年來，隨著中國科研技術的進步，鎢基材料由於具有類鉑的催化性能而被廣泛熟知並且應用。碳化鎢、硫化鎢，耳熟能詳，未來市場拓展潛力無限。中鎢線上新聞網已多次介紹過碳化鎢的類鉑催化劑性能，今天這裡則主要介紹硫化鎢。

近來，有學者採用一步水熱法在金屬鎢網上直接合成硫化鎢納米片狀材料。這種材料在合成時，過程安全，無毒且原材料價格低廉、產物析氫性能好，是一種取代貴金屬析氫的較好材料。其主要過程如下：

（1）將金屬鎢網在丙酮和無水乙醇中分別超聲清洗20min去除化學油污，然後用去離子水沖洗乾淨，自然風乾待用；

（2）將1~30mmol硫脲溶解在15~25mL去離子水中，攪拌均勻得到溶液A；

（3）將金屬鎢網放置在水熱反應釜中，並往釜內倒入溶液A，填充度控制在50~90%，120~200℃反應6~72h，反應結束後自然冷卻；

（4）取出金屬鎢網，用蒸餾水和無水乙醇依次洗滌數次，60~100℃乾燥1~3h，即得納米片狀硫化鎢。

將所制得的納米片狀硫化鎢用於電解水制氫，結果表明其具有較好的析氫性能且過電位較低。當其析氫過電位在200mV時，電流密度為2.53mA/cm²；當過電位為300mV時，電流密度可達到32mA/cm²,其性能接近於鉑，但成本卻便宜很多，有利於在工業化生產中推廣應用。

• < 前一頁
• 下一個 >