兰大科研团队取得海水制氢关键突破

近日，兰州大学联合华南理工大学科研团队，通过在催化剂中引入磷元素，研发出可自主抵御氯离子腐蚀的新型催化材料，为低成本海水制氢开辟了全新路径。

海水制氢是极具潜力的清洁能源发展方向，但海水中的氯离子容易腐蚀电极、损坏设备，一直制约着这项技术的实际应用。兰州大学材料与能源学院彭勇教授、青年研究员胡阳，联合华南理工大学李映伟教授团队，以金属有机框架多孔材料为研究基础，这种材料由金属原子和有机分子搭建而成，内部孔隙多、比表面积大，非常适合作为催化反应的载体。

研究团队在材料制备过程中，创新性加入4‑膦酰基苯甲酸含磷分子，制备出新型含磷催化材料。该材料投入海水中使用时会发生自动结构变化，表面生成一层磷酸根物质。这层物质既能吸附乙醇分子、加快催化反应速度，又能依靠同性电荷相斥原理阻挡氯离子靠近，从根源避免腐蚀，相当于让催化剂在工作中自动长出一层防盐防护罩。

以往海水制氢防腐多采用表面涂层、使用贵金属等方式，不仅成本高，防护效果也有限。本次研究从材料分子结构入手，实现了催化反应与自我防护同步进行，有效降低应用成本。

据悉，该技术不仅可用于海水制氢，还能拓展到海水燃料电池、海水二氧化碳还原等领域。目前该研究距离大规模工业应用仍有距离，但为高稳定、低成本的海水制氢技术发展提供了新思路。

本报记者 华 静