休斯顿大学：新催化剂让海水淡化、制氢更接近商业化

室温下一步、快速组装即可实现低成本高效率。据休斯顿大学德克萨斯超导中心主任任志峰领导的研究小组称，一种析氧催化剂在室温下只需几分钟就能生长，并能有效地从海水中生产清洁饮用水和氢气。

海水约占地球上水资源的96%，使其成为一种可以满足世界对清洁饮用水和无碳能源日益增长的需求的诱人的资源。科学家们已经具备了将海水淡化并将其分离以生产氢气的技术能力，而氢气是清洁能源的需求。

但是，现有方法需要在高温下长时间地进行多个步骤，以便生产具有所需效率的催化剂。这需要大量的能源，并增加了成本。

休斯顿大学的研究人员报道称，一种析氧催化剂，在室温下，在市售泡沫镍上生长只需几分钟。与先前报道的析氢反应催化剂配合使用，可以实现低电压下工业所需的海水整体分离电流密度。这项工作在《能源与环境科学》上发表的一篇论文中进行了描述。

德州超导中心主任，该论文的作者任志峰表示，快速、低成本的生产对商业化至关重要。

“任何发现、任何技术进展，无论技术水平如何，最终成本都将发挥最重要的作用，如果成本过高，将无法推向市场。我们找到了一种降低成本的方法，因此商业化将更容易，同时更容易被客户接受。”

任的研究小组及其他研究人员此前曾报道过一种以镍-铁-(氧）氢氧化物作为分解海水的催化剂，但生产这种材料需要在300摄氏度至600摄氏度或在高达1100华氏度的温度下进行漫长的过程。但由于其能源成本高，无法用于商业化用途，高温降低了泡沫镍的结构和机械完整性，使其长期稳定性成为一个问题。

为了解决成本和稳定性问题，研究人员发现了一种在泡沫上使用镍铁氢氧化物的方法，在泡沫中掺入少量硫，可以在室温下五分钟内产生有效的催化剂。在室温下工作既降低了成本，又提高了机械稳定性。

研究团队表示：“为提高氢经济性，必须开发经济有效且简便的方法来合成用于高性能海水电解的NiFe基（氧）氢氧化物催化剂。”在这项工作中，研究人员开发了一种一步表面工程方法，在室温下，在1至5分钟内，由商品镍泡沫制备高度多孔的自支撑硫掺杂镍/铁(氧）氢氧化物催化剂。