能源转型的大背景下,氢能源凭借清洁、高效等优势,成为全球关注的焦点。然而,氢能源的广泛应用面临诸多挑战,其中提升利用效率是关键一环,新型催化剂在此过程中发挥着至关重要的作用,翰鲸学术辅导将带您深入探究其原理与方式。
传统的氢能源制取与转化过程,存在反应步骤繁琐、速率缓慢的问题。新型催化剂能够为反应提供全新的低能量路径。比如德国马克斯・普朗克研究所研制的拓扑手性晶体催化剂,其原子独特的左旋或右旋排列结构,可高效操控晶体内电子自旋,使电子在水分解制氢过程中,更迅速地“奔赴” 氧气生成位点,极大加快了析氧反应这一制约水分解效率的关键步骤,与传统催化剂相比,将水分解过程的效率提高了 200 倍 ,显著提升了整体反应速率。
以往氢能源相关反应往往需要高温、高压等严苛条件,这不仅增加设备成本,还会消耗大量额外能源。新型催化剂可降低反应所需活化能,使反应在相对温和条件下就能高效进行。像复旦大学研发的铱/ 铈嵌入式负载催化剂,在减少贵金属铱用量的同时,显著提高了绿色氢气的生成效率,其能量效率较以往提升 65%,还降低了成本,从制取环节就为提升氢能源利用效率奠定基础。
催化剂在长期使用中若活性下降,会严重影响氢能源利用的持续性与稳定性。韩国浦项科技大学开发的“铂 - 镍 - 钯” 三金属杂化催化剂,通过独特工艺构建了不同的镍 / 铂和钯 / 铂界面,不仅使催化活性比传统铂碳催化剂提高了 7.9 倍,还展现出卓越的稳定性,即使经过 50 小时反应,仍能维持高活性,保障了氢能源在实际应用中能持续高效转化。
新型催化剂通过优化反应路径、降低反应条件、提升自身稳定性等多方面作用,为提升氢能源利用效率开辟了新路径。翰鲸学术辅导期待在科研工作者的不断探索下,新型催化剂能助力氢能源在能源领域大放异彩,推动全球能源向绿色、高效转型。