类似于傻瓜黄金的黄铁矿型化合物它与铂有竞争力 全球即时

来源互联网   2023-02-07 07:50:52


(资料图)

利用太阳光生产氢燃料可以在实现低碳,安全的能源未来方面发挥关键作用。科学家们发现了一种黄铁矿型化合物,类似于傻瓜的黄金,与铂类竞争分裂水产生氢气。催化剂基于地球丰富的材料,而不是稀有和昂贵的材料。当黄铁矿型化合物被纳入专门的电池时,它表现出4.7%的太阳能 - 氢转换效率,迄今为止,它创造了利用地球丰富的催化剂和半导体的最有效的太阳能氢生产。

由丰富且价格合理的催化剂促进的太阳能驱动的可扩展氢气生产是可持续氢经济的关键要素。

科学家们发现,一种名为傻瓜金(铁黄铁矿,FeS 2)的着名铁基矿物的近亲是一种通过分解水来产生氢气的有效催化剂。用于由水分解产生氢的最活跃的已知催化剂含有昂贵且相对稀少的贵金属如铂。

富含地球的催化剂,如黄铁矿矿物(CoS 2,FeS 2等)可以帮助实现价格合理,高效的氢气生产。现在威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员已经制定了一项策略来调整和进一步提高CoS 2的催化活性。密度泛函理论计算预测,通过改变与钴键合的原子的给电子特性,例如通过用更多的电子给体取代硫(S),可以改善CoS 2中催化活性位点的稳定性和反应性。磷(P)原子。

计算表明P位上的氢吸附影响三元黄铁矿型钴磷硫化物(CoPS)化合物中钴位点的氢键能量学,使其与高性能铂催化剂相当。研究人员合成了纳米结构(线,血小板)和CoPS薄膜,并测试了材料在水分解反应中的催化活性。

他们发现CoPS纳米结构是迄今为止通过水分解产生氢气的最活跃的地球丰富催化剂。进一步发现这一发现,使用CoPS集成的光电化学电池实现了利用地球丰富的催化剂和半导体的最有效的太阳能氢生产。导致可负担的高性能水分解催化剂的策略可以促进基于氢燃料的经济的实施。

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