革命性的氢生产：经济高效解决方案揭秘

韩国浦项科技大学的研究团队最近发表了一项突破性研究，他们成功开发了一种经济高效的水电解催化剂，该技术能够克服传统催化剂的限制，引起了广泛关注。水电解过程是通过电解水来产生氢气的系统，是一种环保技术，可以生产氢燃料，这是未来的能源来源，而且不会排放环境污染物。

传统水电解过程使用昂贵的贵金属如铂作为催化剂，导致成本过高。此外，常规薄膜催化剂的使用通常会导致氢气气泡分离不足，从而阻塞催化剂的活性位点或阻碍反应物运动，从而降低了过程的效率。

为了解决这些挑战，研究团队选择了倾斜角度沉积和镍。这种技术涉及在沉积过程中倾斜基底，以便轻松地创建材料的各种纳米结构，提供了一个简单且廉价的解决方案。此外，镍作为地球上丰富的非贵金属催化剂，在氢气生成方面表现出相对较高的效率。

研究团队利用倾斜角度沉积方法合成了镍，具有精心设计的垂直排列的纳米棒突起。与仅仅增加催化剂表面积的传统纳米结构不同，研究人员设计了高度多孔的镍纳米棒阵列，呈现出独特的超疏水表面特性，以解决氢气附着问题。实验结果显示，在电解过程中产生的氢气泡在超疏水表面上得到了加速分离。研究团队的超疏水三维镍纳米棒催化剂，具有有效的孔道，其氢气产生效率比传统薄膜结构下的等量镍提高了55倍。

领导这一研究的金钟奎教授和博士生金宰琳解释说：“通过提高绿色氢气生产的水电解过程的效率，我们正在向氢能经济和碳中和社会迈进。”他们补充道：“这一突破不仅有利于水电解，还在其他各种可再生能源应用中具有潜力，例如二氧化碳减排和光能转化系统。”

这项研究得到了韩国氢能创新技术开发计划、建立国际合作基金会计划、未来创新基础设施放射学研究计划和韩国未来材料发现计划的赞助支持。