革命性催化剂：美因茨发现绿色氢的新秘密！

革命性催化剂：美因茨发现绿色氢的新秘密！

2025年3月11日，美因茨约翰内斯古腾堡大学的研究人员在绿色制氢研究方面取得突破性进展。他们开发了由钴和钨制成的廉价且高效的水分解催化剂。这些材料不仅易于获取而且价格低廉，这显着提高了它们在工业规模上的适用性。综合结果发表在《Angewandte Chemie》杂志上。

与经常遭受性能损失的传统催化转化器相比，新开发的催化转化器表现出显着的自优化能力。它的效率随着时间的推移而提高，这是由于水分解过程中发生了深刻的化学变化。钴从Co2+变为Co3+，而钨中W5+与W6+的比例发生变化。这些动力学改善了氧气析出的反应动力学，这被认为是该过程中的关键阈值。

水分解的创新机制

对氢气生产的另一个重大贡献来自 Paolo Giusto 博士领导的研究人员，他们深入研究了使用氮化碳催化剂的水分解机制。他们能够确定氮化碳和水之间的详细相互作用，特别是在光的影响下质子和电子的转移。氮化碳已被证明是一种有效的催化剂，可以通过人工光合作用生产氢气。

研究结果表明，氮化碳能够将水分解成氧气和氢气。这一过程对于推进更有效的太阳能制氢催化剂材料的生产至关重要。催化剂吸收光并利用其能量使水分子不稳定，从而引起质子耦合电子转移，从而削弱水的化学键。

可持续能源解决方案的前景

这两个研究项目的进展对未来的能源生产具有深远的影响。从长远来看，钴和钨制成的催化剂的自我优化有助于提高绿色氢的生产效率。同时，关于氮化碳和水分子动力学的研究结果为可持续能源解决方案的形成提供了更深入的理解基础。

研究项目的资助也值得一提：高丹丹得到了 DFG 沃尔特·本杰明计划的支持，该计划使处于博士学位后资格阶段的科学家能够开展自己的研究项目。该项目还得到了卡尔蔡司基金会、亚历山大冯洪堡基金会和 JGU 简介区 SusInnoScience 的支持。

总体而言，对这些催化剂的研究使可持续制氢更加接近，并可能为减少对化石燃料的依赖做出决定性贡献。氢技术的未来发展仍然是应用化学中最令人兴奋的领域之一。