Водород имеет самую высокую плотность энергии (120 МДж/кг) из всех известных веществ, примерно в три раза больше, чем дизельное топливо или бензин, что означает, что он может играть ключевую роль в системах устойчивой энергетики. Но эффективное производство водорода путем простого расщепления воды требует высокоэффективных катализаторов.
Теперь совместная группа из Университета Тохоку и Университета Джона Хопкинса разработала нанопористые интерметаллические соединения на основе молибдена, которые могут увеличить производство водорода.
Интерметаллические соединения в наномасштабе, образованные из недрагоценных переходных металлов, потенциально могут быть экономически эффективными и надежными катализаторами для производства водорода. Однако разработка монолитных интерметаллических соединений с большим количеством активных центров и достаточной электрокаталитической активностью остается сложной задачей для ученых.
"Наше исследование сыграло решающую роль в решении этой проблемы", - говорит профессор Хидеми Като из Института материаловедения Университета Тохоку и соавтор исследования. "Сосредоточившись на проектировании и инжиниринге, мы использовали передовую технологию удаления примесей для создания архитектуры интерметаллических соединений".
Удаление жидкого металла - это технология обработки, которая использует разницу в смешиваемости компонентов сплава в ванне с расплавленным металлом для коррозии выбранного компонента (ов), сохраняя при этом остальные. Это позволяет самоорганизовываться в трехмерную пористую структуру.
Кроме того, это позволяет контролировать размер пор в нанометровом масштабе как для μ-Co, так и для7Mo6 и μ-Fe7Mo6, которые обычно находятся в микрометровом масштабе для других металлов / сплавов, когда укрупнение происходит при эквивалентных температурах.
Затем совместная группа исследовала электрокаталитические характеристики новых нанопористых интерметаллических соединений. Он показал перспективность и потенциал для использования в качестве коммерческого катализатора HER для сильноточных применений.
Результаты их исследования были опубликованы в журнале Сообщения о природе 2 сентября 2022 года.
Помимо Като, в группу входили доктор Руируи Сонг, также из Института материаловедения Университета Тохоку, доцент Цзюхуэй Хан из Института пограничных исследований междисциплинарных наук (FRIS) Университета Тохоку и профессор Минвэй Чен из Университета Джона Хопкинса.
Заглядывая в будущее, исследовательская группа надеется использовать удаление жидких металлов для создания более монолитных нанопористых интерметаллических соединений путем изучения фундаментальных механизмов, лежащих в основе общих интерметаллических фаз.
Комментарии