氢能时代加速到来，非晶态合金催化剂或可助力破解制备成本难题

发布日期：2024-03-28 浏览次数：2689

正是冬去春来、乍暖还寒的时候，3月的山城却已春风习习、花繁草绿。3月21日，来自全国非晶合金、催化等相关领域的专家学者、企业代表等齐聚重庆，就非晶态合金在催化领域的最新研究成果进行分享、交流和探讨，展望了非晶态合金催化剂在相关领域的应用前景，并提出了相关发展建议。

会上，多位与会嘉宾表示，氢气是能量密度极高的清洁能源载体，氢能被定位为能源“搬运工”，具有较强的可储存能力。在目前的三种氢能中，由于灰氢、蓝氢会带来一定的污染，由电解水制备的绿氢可能是氢能的最理想状态。但目前绿氢仍面临生产成本高、缺少专用基础设施、制取过程中能量损失严重等难题，因此，与会嘉宾提出，研发高效持久且低成本的催化剂，同时利用过剩再生能源进一步降低绿氢成本，有助于绿氢进入主流能源行业。

同时，与会嘉宾介绍，非晶态合金催化剂比晶态材料显示出了更优的催化性能，目前在水资源处理方面显示出较好的应用成效，或可降低电解水制氢成本，加速电解水制氢技术走向成熟。

根据相关研究成果，非晶合金结构具有长程无序化、不饱和位点多、各向同性等特点，相较晶体催化剂，非晶态合金催化剂有4大优势。一是不饱和位点丰富，有较高的活性位点密度，可吸附量大。二是受晶界和晶格限制小。三是耐蚀性强，在低温时有较高的催化稳定性。四是非晶异质结具有高度的界面晶格失配，可触发不寻常的电催化过程。总的来看，非晶态合金具有丰富的表面活性位点，独特的电子结构，化学均匀性、高残余应力，不会出现位错、晶界等缺陷，具有良好的耐腐蚀性等，也因此造就了其优异的降解效率和催化稳定性。

与会嘉宾在会上也分享了非晶薄带催化剂、非晶纳米催化剂、非晶丝材催化剂等在电解水领域的最新研究成果，其中Fe基非晶丝材在电解水领域可直接作为自支撑电极，不仅制备成本低、催化活性好、稳定性高，还具有优异的综合性能。

但是，尽管我国近年来在非晶态合金催化剂领域取得了令人瞩目的研究成果，并取得了一系列创新突破，但在非晶态合金催化剂的设计、制备和性能调控，特别是长期稳定性和使用寿命等方面，仍面临许多科学难题和挑战，同时与国际先进水平相比，在某些方面仍存在一些差距。

基于此，就如何加速非晶态合金催化剂的高质量发展，与会嘉宾提出三点建议。

一是加强跨学科的合作与交流。发展非晶态合金催化材料需要多领域的知识与技术的支持，只有加强不同学科之间的合作和协同，才能够在非晶态合金催化材料的设计、合成及应用等方面取得更好的突破。

二是注重创新与应用相结合。与会嘉宾认为，要善于把基础研究与应用结合起来，只有将科学研究成果转化为真正能够应用到工业上的产品和技术，才能进一步提高整体科学水平，形成新质生产力。

三是加强国际间的交流与合作。催化领域是一个全球化的领域，各国之间的交流与合作对于推动催化科学的发展具有重要的意义。

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