Các nhà khoa học giảm sử dụng bạch kim trong sản xuất hydro nhờ chất xúc tác mới

Các nhà nghiên cứu Trung Quốc từ Đại học Công nghệ Bắc Kinh và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã phát triển một chất xúc tác hợp kim bạch kim-coban (PtCo) mới được hỗ trợ trên MXene, một vật liệu dạng lớp dẫn điện, nhằm cải thiện hiệu suất sản xuất hydro đồng thời giảm đáng kể lượng bạch kim sử dụng. Bạch kim là chất xúc tác hiệu quả nhất cho phản ứng phát sinh hydro (HER) trong quá trình tách nước nhưng lại đắt tiền và hiếm, hạn chế sản xuất hydro sạch quy mô lớn. Bằng cách phân tán đồng đều các hạt hợp kim PtCo trên các tấm MXene, nhóm nghiên cứu đã tận dụng diện tích bề mặt lớn và khả năng dẫn điện xuất sắc của MXene để tăng cường chuyển điện tích, giảm năng lượng kích hoạt phản ứng và làm lộ nhiều vị trí xúc tác hoạt động hơn. Thử nghiệm trong điều kiện axit cho thấy chất xúc tác PtCo/MXene đạt được điện thế vượt quá thấp (60 mV tại −10 mA/cm² và 152 mV tại −100 mA/cm²) và duy trì hiệu suất ổn định, cho thấy tiềm năng ứng dụng thực tiễn mạnh mẽ. Mô phỏng máy tính cho thấy việc thêm coban đã thay đổi cấu trúc điện tử của bạch kim, tăng cường hoạt tính xúc tác và thúc đẩy quá trình chuyển electron nhanh hơn cùng với sự giải phóng hydro. Đột phá này mang lại...