LLNL开发出制氢新材料

据外国媒体报道：劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家开发了一种廉价而高效的制氢技术。该成果是与莱斯大学以及圣地亚哥州立大学的合作者一同完成的，其结果发表于Nature Energy的7月31日刊上。

氢能用作燃料电池中的清洁燃料，其产生动力并且只产生水和热作为副产物，作为可持续燃料的来源具有巨大的潜力。它可以从多个来源生产，最环保的方法就是从水中分离出来。使用电力从水中提取氢气是一个非常简单的过程，但效率低下，需要大量的能量，并且需要使用通常由贵重贵金属（例如铂）制成的催化剂以提高效率。

LLNL团队则力图提出一种更便宜的手段来分裂水分子。为了解决这个问题，Wood和其他作者一起，研究了一类基于过渡金属二硫属元素（MX2），这些材料在分解水方面引起了众多的研究人员兴趣。

但是基于钼和钨的MX2材料有一个问题，就是仅有催化剂的暴露边缘是活性的。Wood，Liu和他们的同事们使用量子力学计算来研究影响因素，以使得MX2材料的整个表面对催化有活性。之后，这些描述性的计算结果被用于计算筛选，以挑出可以更好的分解水分子的MX2材料。

莱斯大学的研究人员则合成和测试两种拟议的二硫化物和二硫化铌材料，实验结果验证了计算结果。除了确认材料的表面对分解水有着促进作用外，他们发现材料具有优异的形状，这一形状使得氢气变成气泡，使得材料能够实现更好的性能。

作者表示，材料自我优化的性质和表面活性意味着高性能，即可以使用更小的载量来实现功能。本研究使用的研究理论，应该可以为评估类似的分层材料的分解水能力提供参考。

参与项目的LLNL其他研究人员包括Morris Wang和Tadashi Ogitsu。本工作得到了EERE的燃料电池技术部门资助。