变废为宝——研究人员将金属废料转化为氢气催化剂

诺丁汉大学化学学院和工程学院的一组研究人员发现，金属加工工业的副产品金属屑的表面具有纳米级的微小台阶和凹槽纹理。 这些结构可以锚定铂或钴的原子，从而形成一种有效的电催化剂，可以将水分解成氢和氧。 该研究发表在 材料化学学报A 英国皇家化学学会会员。

氢气是一种清洁燃料，可用于产生热量或为车辆提供动力，其燃烧的唯一副产品是水蒸气。 然而，大多数氢气生产方法依赖于化石燃料原料。 水电解是最有前途的绿色制氢途径之一，因为它只需要水和电。

该行业正面临水电解的挑战，因为该过程需要铂等稀有且昂贵的元素来催化水分解。 随着全球供应有限和贵金属价格不断上涨，迫切需要替代电催化剂材料来从水中制氢。

该研究小组的领导者、诺丁汉大学化学学院的 Jesum Alves Fernandes 博士表示：“仅英国的工业每年就会产生数百万吨金属废物。通过使用扫描电子显微镜，我们能够检查看似令我们惊讶的是，我们发现不锈钢、钛​​或镍合金切屑的光滑表面具有仅数十纳米宽的凹槽和脊，我们意识到这种纳米纹理表面可以为制造提供独特的机会。电催化剂。”

诺丁汉大学博士后研究员 Madasamy Thangamuthu 博士负责分析新材料的结构和电催化活性，他说：“值得注意的是，我们仅用十分之一的水就能从水中生产氢气。与最先进的商业催化剂相比，我们仅在 1 平方厘米的切屑上撒布了 28 微克的贵金属，就能够创造出一种实验室规模的电解槽，其运行效率为 100%。每分钟仅从一块切屑中产生 0.5 升氢气。”

东米德兰兹设立零碳集群，加速绿色产业和先进制造业创新的发展和部署。

诺丁汉大学研究与知识交流 PVC 教授汤姆·罗登 (Tom Rodden) 教授表示：“开发氢推进系统可能是解决世界上一些最紧迫的零碳挑战的重要一步，特别是对于运输和制造业而言。然而，这一战略的成功取决于可持续地生产绿色氢，例如通过电解水分解，而这反过来又需要材料设计的进步。”