贵金属纳米复合材料在电解水中的应用进展
2021-07-22祁宜宜贺攀科田贺云刘红玲韩秋霞
化学研究 2021年3期
祁宜宜,贺攀科,张 珂,田贺云,刘红玲*,罗 婕*,韩秋霞*
(1.河南大学 化学化工学院,河南省多酸化学重点实验室,河南 开封 475004; 2.河南化工技师学院, 河南 开封 475004)
随着社会经济的快速发展,传统化石能源的日益枯竭和人类所面临的环境污染问题迫使我们找到一种高效清洁的能源,开发绿色可再生新能源成为解决能源和环境问题的主要途径。清洁能源氢气是一种可以替代化石能源的理想新能源[1-2],是被公认为21世纪最有潜力的二次清洁能源。氢气制备的途径有很多种,传统化石燃料制氢工艺简单,但制得的氢气纯度低,并伴随产生大量温室气体CO2,且该工艺受制于化石燃料的供给,不符合当今社会绿色工业化发展的要求[3-4]。在各种可行的制氢技术中,电解水可以大规模的生产制氢。电解水反应制取氢气和氧气具有简单、污染小、效率高、氢气纯度高等优点,因此被认为是一种经济、有前景的高纯度制氢方法[5-9]。然而电解制氢技术生产耗能巨大,其用电成本占总成本的80%左右[10]。影响电解水耗能巨大的原因是由于析氢反应(HER)和析氧反应(OER)所需的过电位很大,通过降低过电位以提高电解水的电解效率,减少能源的消耗成为近年来科学研究发展的热门话题[11]。
电解水制氢的效率和成本在很大程度上取决于催化剂,催化剂能够使电解水的活化能降低,从而降低电解水的过电位。目前用于电解水的催化剂主要有贵金属、非贵金属、过渡金属、金属硫化物和硒化物、过渡金属磷化物、贵金属复合材料和非贵金属复合材料等[12-16]。……
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