研究人员开发新型电催化剂快速节能合成方法

来自巴伐利亚电池技术中心和“SolTech”的研究人员拜罗伊特大学的研究网络提出了一种新的电催化剂生产方法：快速、低温合成特殊陶瓷材料(高熵氧化物)。

物理化学 III 系主任和杜塞尔多夫马克斯·普朗克铁研究所的研究结果可以使水的电解和相关的氢气生产在未来更加节能。研究结果现已发表在期刊先进功能材料上。< /span>

目前主要使用基于铱或氧化钌的电催化剂，这显着增加了材料成本，并且在材料可用性方面也使得大规模推广变得困难。高熵过渡金属氧化物对于这些过程变得越来越有趣。然而，这些通常是在高温和合成时间长的情况下获得的。

“在这项工作中，我们首次提出了高熵氧化物的低温合成，更准确地说是高铁含量尖晶石的低温合成，”拜罗伊特大学物理化学 III 系主任 Roland Marschall 教授博士报告道。新型微波合成可以将合成时间缩短至几分钟(在这种情况下通常为 5-30 分钟)，并将温度缩短至 225°C。

一方面，合成过程的能源密集度要低得多，另一方面，这使得纳米颗粒的生产成为可能。这在催化中特别有趣，因为纳米颗粒具有特别高的表面积与体积比，并且电解所需的催化反应发生在表面上。

“在我们的工作中，我们首次证明，通过这种简单的低温合成，可以实现除铁之外还含有多达七种不同金属的多种不同组合物，”马歇尔教授说。用以其高活性而闻名的钴部分替代铁，可以进一步提高催化活性 a>.

“最后，催化剂的活性在很大程度上取决于其成分，但这在之前的所有合成中都不是自由变化的合成 方法。另一方面，我们的方法非常灵活，可以掺入大量不同氧化态的元素，并且还可以调整催化剂的组成，从而调整催化剂的活性。”马歇尔教授说。