碲化鉬催化劑助電解水制氫量翻番

由蘇格蘭格拉斯哥大學(University of Glasgow)領導的科研小組研究了塗有碲化鉬催化劑的電極，發現當電流以特定的高電流脈衝模式作用于電極時，電解過程中產生的氫氣量會增加。通過優化脈衝模式，研究小組表示，新的電解方案可以將產生一定數量氫氣所需的電量減半。即這種新型高效的電解水方法，可以使每毫伏產生的氫量幾乎增加一倍。

相關研究成果《MoTe2在氫氣反應中的快速電化學啟動》發表在《自然通訊》雜誌上。

根據《中國氫能源及燃料電池產業白皮書》推測，在氫能市場發展中期（2030年左右），氫氣年均需求約3500萬噸，在氫能市場發展遠期（2050年左右），氫氣年均需求約6000萬噸，中國能源結構從傳統化石能源為主轉向以可再生能源為主的多元格局，可再生能源電解水制氫將成為有效供氫主體。氫能源作為一種清潔能源，具有能量密度大、燃燒熱值高、來源廣、零污染、零碳排等諸多優點，被廣泛譽為21世紀的“終極能源”，氫能既可以作為運輸燃料，也可以作為長時間的電力存儲介質。

但是，相較於其他制氫技術（業內常見制氫技術包括煤制氫、天然氣重整制氫、工業副產氫提純制氫等），成本問題是制約電解水制氫技術大規模應用的一大阻礙。

格拉斯哥大學團隊的研究重點是尋找一種通過電催化水分解反應生產氫的更有效的方法。他們發現，當採用特定模式的大電流脈衝時，覆蓋有碲化鉬催化劑的電極在電解過程中產生的氫氣量會增加。通過優化酸性電解液中的電流脈衝，他們可以將製造一定量的氫所需的能量減少近50%。

團隊科研小組帶頭人阿列克謝.加甯教授（Alexey Ganin）表示，“儲能的未來有無限的可能，使用電池做儲能是一種方案，但是氫能也是一個不錯的選擇。我們的研究為更有效、更經濟的通過電解水產生氫，提供了一個重要的新視角。”他介紹，目前英國約三分之一的能源生產需求是通過可再生能源實現的，而在蘇格蘭，這一數位約為80%。

由於催化增強的程度是由電流控制的，機器學習的最新進展可以用來微調應用電流的正確順序，以達到最大的輸出。該團隊的下一個階段是開發一種人工智慧協定，以取代人工控制的輸入，尋找在類似催化過程中最有效的電子結構。

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