绿色氢能的新希望:MXenes 提高催化剂效率

柏林,2025年5月29日——由亥姆霍兹柏林中心(HZB)化学家米歇尔·布朗(Michelle Browne)领导的国际研究团队在开发用于生产绿色氢气的低成本催化剂方面取得了突破性进展。这项发表在《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上的研究表明,由碳和过渡金属构成的片状结构MXene能够提高电解过程中析氧反应的效率。

左图:扫描电子显微镜下可见MXene样品的酥皮状结构。右图:将钴铁元素掺入MXene结构后形成的复合材料。图片来源:HZB

绿色氢被认为是可持续能源系统的关键,但缓慢的析氧反应需要昂贵的贵金属催化剂。该团队使用碳化钒MXene(其中一些带有空位)来嵌入钴铁粒子。实验室和大型电解槽中的测试表明,催化效率显著提高,尤其是对于带有钒空位的MXene。SOLEIL同步加速器源的X射线吸收光谱法为了解反应动力学提供了新的见解。

该研究成果由林雪平大学合作完成,展示了MXenes作为廉价高效催化剂载体材料的潜力。工业界可从中受益,实现经济、可持续的绿色氢气生产。

原始出版物:

先进功能材料(2025):利用V2CTX MXene衍生材料增强阴离子交换膜电解器的CoFe催化剂

Can Kaplan、Karuppasamy Dharmaraj、Thorsten Schultz、秦雷强、陈宁军、Danielle A. Douglas-Henry、Bastian Schmiedecke、Merve Buldu-Akturk、Axel Zuber、Iris Dorbandt、Maximilian Reinhardt、Yael Rodriguez-Ayllon、Yan Lu、Valeria Nicolosi、Norbert Koch、Johanna Rosen、Michelle P·布朗
DOI:10.1002/adfm.202503842

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