科學家發現新型水分解催化劑，低價高效

氫能是地球上最潔淨的能源之一。如果人類能夠通過分解水輕易地獲取氫氣，就不必擔心化石能源短缺的問題。不過，這個技術理論上雖然很簡單，但實際上水分解的過程卻非常複雜，催化反應過程常需要貴金屬參與。

最近，美國休斯頓大學（Houston University）的物理學家發現了一種新的催化劑，只需使用地球上常見的鐵和鎳兩種金屬製造，不僅降低製造成本，分解效率也更高，並且催化劑持久性更強。

電解水

水的分解包含兩個不同的過程：析氫反應（a hydrogen evolution reaction）和析氧反應（an oxygen evolution reaction）。雖然氫氣是目標產物，但如果不產生氧氣，氫氣也無法產生。

高效的氫氣催化劑已研製成功，但一直沒有找到低廉高效的氧催化劑，限制著這一領域的發展。

目前，析氧反應常常依賴於貴金屬催化劑，如銥（iridium）、鉑（platinum）或釕（ruthenium），都非常昂貴，不易獲取。

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休斯頓大學德克薩斯超導中心的首席科學家 Paul C. W. Chu、研究負責人 Zhifeng Ren 和 Shuo Chen 共同在《美國科學院院刊》上發表了他們的發現。

這種新型催化劑是偏磷酸亞鐵（ferrous metaphosphate），長在具有傳導性的鎳泡沫平台（nickel foam platform）上。

論文的主要作者、物理教授 Zhifeng Ren 評價道，從造價上說，新催化劑更低廉，從表現上看，新催化劑性能更佳。測試中，可以持續使用 20 多個小時，參與一萬多次反應。

Ren 說，有的催化劑功能出色，但只能持續使用一兩個小時，實際用途不大。

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研究人員在論文中闡述了氫氣作為燃料的優點。通過電解水得到的氫氣，是一種潔淨、可持續的能源，可以代替化石燃料，滿足全球日益增長的能量需求。而且，無論是生產源頭還是消耗產物，都是水，整個過程潔淨環保。

與其他如太陽能、風能等潔淨能源相比，氫氣的貯存更加容易。

當前，大多數氫氣都是通過蒸氣甲烷轉化或煤的氣化獲得，但製備過程會提高燃料的碳足跡。

Shuo Chen 認為，這項研究成果或許會帶來一種更加經濟可行的方法，通過電解水獲取氫氣。

參考資料:

Zhou, H., Yu, F., Sun, J., He, R., Chen, S., Chu, C., Ren, Z. (2017). Highly active catalyst derived from a 3D foam of Fe(PO 3 ) 2 /Ni 2 P for extremely efficient water oxidation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201701562.