萊斯大學(xué)研發(fā)的鈷/磷化物/磷酸鹽薄膜可以作為電解水裝置的正負(fù)極,這種性能優(yōu)異的薄膜可以同時(shí)為燃料電池提供氫氣和氧氣。它的基本厚度時(shí)500納米。
萊斯大學(xué)的科學(xué)家介紹說(shuō),鈷薄膜作為一種新型催化劑,可以對(duì)水進(jìn)行催化電解,為燃料電池同時(shí)提供所需要的氫氣和氧氣。這種由化學(xué)家James Tour研制的廉價(jià),多孔材料,作為通過(guò)電解水制備氫氣的催化劑,因而具備明顯優(yōu)勢(shì)。
科學(xué)家認(rèn)為,他們研發(fā)的鈷薄膜在制氫方面比現(xiàn)有最先進(jìn)的材料更加的出色,比目前商用的鉑催化劑更加具有競(jìng)爭(zhēng)力(更便宜)。他們還指出,與目前的其他材料相比,這種催化劑還可以促進(jìn)氧氣的析出。
Tour說(shuō)道“這種材料可以將水分解,同時(shí)產(chǎn)生氫氣和氧氣,簡(jiǎn)直是太神奇了,通常情況下,一種材料只能制備其中的一種?!?/p>
研究人員認(rèn)為,應(yīng)用來(lái)自風(fēng)能和太陽(yáng)能的交流電來(lái)進(jìn)行鈷催化電解反應(yīng),是一種制備氫氣和氧氣的環(huán)境友好型措施。
“我們將電流在正負(fù)極之間來(lái)回傳送,氫氣和氧氣就會(huì)在同一材料下生成”,Tour談到,“這種材料非常容易制備,價(jià)格低廉,伸縮性好?!?/p>
實(shí)驗(yàn)室通過(guò)氧化鈷薄膜的陽(yáng)極并將其沉積到基板上,從而得到這種500納米厚的鈷薄膜。再將基板放在磷蒸汽下烘烤2小時(shí),形成鈷/磷化物/磷酸鹽薄膜,這種薄膜的孔結(jié)構(gòu)不會(huì)被破壞。并且,這個(gè)材料在疲勞試驗(yàn)和酸堿條件下均具有良好的性能。
圖為萊斯大學(xué)研發(fā)的鈷/磷化物/磷酸鹽薄膜的側(cè)面圖,可以作為電解水裝置的正負(fù)極,這種性能優(yōu)異的薄膜可以替代電解水裝置中的鉑,為燃料電池提供氫氣和氧氣。