通过将更昂贵的金属与铝硅酸盐岩结合,催化剂价格暴跌。
实现更便宜的氢燃料的主要障碍之一是与水分解电解过程中所需的稀有金属催化剂相关的费用。
常规使用的稀有金属包括昂贵的铂、铱和钌。
在撰写本文时,铂金的价格约为每盎司 1450 美元,而铱的价格为每盎司 1370 美元,钌的价格为每盎司 367 美元。其他金属已被用于尝试生产更便宜的氢燃料,但它们仍然很昂贵,而且它们的活性较低,这降低了反应的效率。这些金属包括每吨 70,000 美元的钴、每吨 26,000 美元的镍和每吨 641 美元的铁。
澳大利亚的研究人员领导了一项旨在降低这些成本的研究。他们的策略是只使用少量的反应性材料,并将它们与便宜得多的材料结合起来,以制造出一种新型催化剂。研究人员由昆士兰大学化学与物理学院和昆士兰大学材料科学中心的孙子琪教授和昆士兰大学化学工程学院的洪鹏博士领导。
更便宜的氢燃料电解催化剂是由采矿废料组合而成的。
研究人员将少量的活性金属与称为长石的铝硅酸盐岩石材料结合在一起,长石是在采矿废料中发现的。根据孙教授的说法,一些矿业公司为了处理这些材料,每吨支付约 30 美元。
上个月,该研究发表在 Advanced Energy & Sustainability Research 期刊封面上。该团队能够使用加热活化的长石触发电解反应,这些长石纳米涂层中只有 1% 到 2% 的反应性材料处于较便宜的一端。
“水分解涉及两个化学反应——一个是氢原子,一个是氧原子——使它们分离,”孙教授解释说。“这种新型纳米涂层材料引发了析氧反应,从而控制了整个水分解过程的整体效率。”
据教授介绍,钴涂层长石实现了最高的效率水平,并为新创建的催化剂提供了最佳优化。此外,这对于更便宜的氢燃料来说是有希望的,因为新催化剂的性能可能优于原材料,并且可能达到其效率高于铂金属的程度。