发布时间：2024-03-29 16:57:33 栏目：精选百科
韩国科学技术研究院 (KIST)清洁能源研究中心的 Hyung-Suk Oh 博士和 Woong-Hee Lee 博士 与 POSTECH 和延世大学合作，开发了一种提高可逆性和耐久性的方法。使用具有八面体结构的双功能铂镍合金催化剂的电极，可以表现出氧还原和生成反应。
双功能催化剂是新一代催化剂，可使用单一催化剂同时从水中产生氢气和氧气。目前，水电解技术和CCU(二氧化碳捕获和利用)等电化学系统的两个电极均使用单独的催化剂，导致制氢的单位成本较高。另一方面，可以在单一生产过程中合成的双功能催化剂作为一种可以降低生产成本并提高电化学能量转换技术的经济效益的技术而受到关注。
然而，双功能催化剂的问题在于，在每次产生氢气和氧气的电化学反应之后，由于电极材料的结构变化，其他反应的性能下降。因此，为了实现双功能催化剂的商业化，重要的是确保反应后能够长时间保持催化剂结构的可逆性和耐久性。
为了提高双功能催化剂的可逆性和耐久性，研究小组通过混合铂和镍合成了不同结构的合金催化剂，它们分别在氧还原和生成反应中具有高性能。实验结果表明，八面体结构中镍-铂相互作用最为活跃，合金催化剂在氧还原和生成反应中的表现是铂和镍整体催化剂的两倍以上。
研究人员确定了合金催化剂重复生成反应过程中产生的氧化铂是性能下降的原因，并开发了一种结构恢复方法，将氧化铂还原为铂。该团队通过透射电子显微镜证实该方法恢复了催化剂的形状，并且在商业化的大面积反应器实验中，该团队成功恢复了催化剂形状并将运行时间延长了一倍以上。
该团队的双功能催化剂和结构恢复方法有望通过用双功能催化剂取代用于析氧和还原反应的单独催化剂来加速组合式可再生燃料电池(URFC)技术的商业化。可以产生氢气和电力的URFC可以通过减少昂贵催化剂的投入来降低生产成本，同时保持性能。
KIST 首席研究员 Hyung-suk Oh 表示：“提高催化剂可逆性和耐久性的技术为双功能催化剂的发展提供了新方向，双功能催化剂是电化学能量转换系统的重要技术。” “它将有助于未来 URFC 等电化学系统的商业化和碳中和。”
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