中科院大连化物所新型“铠甲”催化剂实现电催化高效解析硫化氢制氢

 
 
中科院大连化物所新型“铠甲”催化剂实现电催化高效解析硫化氢制氢  
 

中科院大连化物所新型“铠甲”催化剂实现电催化高效解析硫化氢制氢

克日，中科院大连化物所邓德会研究员团队开拓了一种新型石墨烯壳层封装钴镍纳米粒子的“铠甲”催化剂，乐成实现电催化高效解析硫化氢制备高纯氢气，为消除硫化氢污染物并同时制取绿色氢能源提供了新思路。研究成就颁发于《能源与情况科学》上。

有毒气体硫化氢是一种在石油化工中遍及存在的副产品，但同时也是一种潜在的制氢原料。今朝家产上回收克劳斯要领处理惩罚硫化氢，但只接纳获得硫粉，氢组分以水蒸气的形式被排放，未能获得有效的操作。

电催化解析硫化氢是一种温和高效的要领，可以通过阴极析氢、阳极产硫，同时实现氢气和硫粉的疏散与接纳。然而，今朝报道的催化剂中，贵金属价值昂贵，过渡金属及其氧化物易被回响介质毒化或腐化而失去活性，极大地限制了这项技能的成长。

研究人员开拓了一种新型的石墨烯壳层封装钴镍纳米粒子的“铠甲”催化剂，在电催化硫化氢体系中，揭示出了优异的催化活性和不变性。优化后的催化剂电解硫化氢制氢所需要的起始电位比电解水制氢低1.24 V。沟通电压下，其电流密度可达贵金属铂碳催化剂的两倍，并远高于其他贵金属、金属氧化物、碳质料等催化质料。此高活性在500小时的不变性测试中没有衰减，从而显示了催化剂优异的耐腐化性。同时，阴极产氢法拉第效率高达98%，实现了氢气的高效制备。该团队与青岛理工大学的关静副传授相助，结公道论计较发明，催化剂的优异活性源于金属内核和石墨烯壳层上的氮原子对石墨烯壳层电子布局的协同调变，从而促进了多硫化物在石墨外貌上的高效生成。

为了印证该催化剂的靠得住性，研究团队将该催化剂应用到家产合成气中硫化氢杂质（含2% H2S）去除并同时产氢的演示尝试中，在长达1200小时的不变性测试中，该催化剂依然保持优异的不变性，进一步证实了“铠甲”催化剂在解析硫化氢制氢规模的庞大潜力。

据相识，在造纸厂、皮革厂等排放的废水中也存在大量的硫离子污染物，鉴于“铠甲”催化剂揭示出的对硫离子优异的催化转化本领，本项研究事情也有望为此类废水中硫离子污染物的电催化去除提供办理新要领。

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