近日，韓國蔚山科技大學(xué)（UNIST）宣布，自然科學(xué)部化學(xué)科的杰出教授金光洙（音譯）帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊采用貴金屬鉑開發(fā)出生產(chǎn)氫燃料的催化劑，催化活性提高了100倍。該項研究成果已于日前發(fā)表在能源領(lǐng)域的權(quán)威雜志《自然能源》（Nature Energy）7月30日的網(wǎng)絡(luò)版上。

煤炭和石油等化石燃料在燃燒時會釋放出大量二氧化碳?xì)怏w，加劇地球溫室效應(yīng)；而氫氣與空氣中的氧氣反應(yīng)，就會發(fā)電，并生成水，是一種清潔可再生能源。不過，由于氫氣生產(chǎn)技術(shù)成本高昂，目前并未得到普及。

為了獲得氫氣，典型的方法是將水電解，生成氧氣和氫氣，這就是“水電解反應(yīng)”。這種反應(yīng)需要催化劑，目前主要采用貴金屬鉑，但由于鉑的儲量有限，較為稀缺，價格也居高不下。因此，需要采用可以替代貴金屬鉑的其他新材料，這也正是氫能領(lǐng)域目前的研究焦點所在。

金光洙教授帶領(lǐng)的超功能性物質(zhì)研究團(tuán)隊一直致力于尋找高效氫氣制備方法，Tiwari、Sultan等研究人員將碳納米管（CNT）上引入氮，并涂覆上極微量的鉑，由此開發(fā)出新型的制氫催化劑。

正如竹節(jié)一樣，這種納米管內(nèi)部填充了鈷、鐵、銅金屬的納米粒子。這些成分相互作用后，提高了鉑的性能，由此提升了氫氣生產(chǎn)的活性。原來鉑表面捕捉氫的能量很低，水分解產(chǎn)生的氫原子相互碰撞就會形成氫氣。對此，河美蘭（音譯）研究員表示，新開發(fā)的催化劑中，各種成分相互作用，可以提高鉑的性能，捕捉氫的能量近乎為零，可以極大地提高氫氣生成效率。

明昌宇（音譯）研究員模擬了鉑原子與鉑納米團(tuán)簇存在下的催化活性。模擬結(jié)果顯示，鉑原子與鉑團(tuán)簇混合時，催化劑表面的導(dǎo)電性增大，氫氣生成效率顯著增加，這是一種全新的科學(xué)現(xiàn)象。根據(jù)這一模擬結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，催化劑復(fù)雜的表面上可以觀察到原子構(gòu)造，通過證實模擬的準(zhǔn)確性，也可以顯著提高催化劑的活性。

金光洙教授表示，此次研究的重要性在于開發(fā)了一種大幅提高氫氣生產(chǎn)效率的全新催化劑，通過模擬并解析該物質(zhì)，設(shè)計出制氫性能最佳的催化劑，也提出了具體的研究方向。困擾氫氣能源產(chǎn)業(yè)多年的鉑的經(jīng)濟(jì)性和效率問題也有望得到徹底解決。