科學家們表示，一種更有效地從水中提取氫的新方法，可能有助于這種可持續(xù)燃料的獲取。

在最近發(fā)表的一篇新論文中，來自英國、葡萄牙、德國和匈牙利等國的研究人員在《自然通訊》(Nature Communications)雜志上描述了通過層狀催化劑產生脈沖電流，如何使電解過程中每毫伏電能所產生的氫氣量幾乎翻倍。

電解，這個過程對任何一個在高中學過化學的人來說都很熟悉，它利用電流來分裂水的氫原子和氧原子之間的化學鍵，釋放出氫氣和氧氣。如果電解過程中的電流是通過風能或太陽能等可再生手段產生的，那么整個過程都不會向大氣中釋放額外的碳，對氣候變化也不會產生負面影響。氫氣可以作為零排放的燃料，用于公共汽車、小轎車等交通工具或家庭供暖。

該團隊的研究重點是尋找一種通過電催化水分解反應生產氫的更有效的方法。他們發(fā)現(xiàn)，當采用特定模式的大電流脈沖時，覆蓋有碲化鉬催化劑的電極在電解過程中產生的氫氣量會增加。通過優(yōu)化酸性電解液中的電流脈沖，他們可以將制造一定量的氫所需的能量減少近50%。

格拉斯哥大學化學學院的阿列克謝·加寧博士領導了這個研究小組。加寧博士說：“目前，英國約三分之一的能源生產需求是通過可再生能源實現(xiàn)的，而在蘇格蘭，這一數(shù)字約為80%。”

“專家預測，我們很快就會達到一個臨界點，生產的可再生電力將超過我們的消費需求。然而，就目前的情況來看，過剩的能源必須在生產時就加以利用，否則就會被浪費掉。開發(fā)一套健壯的方法來存儲能量以供日后使用，這一點將至關重要。”

“電池儲能是一種流行方法，但氫也是一個很有前途的選擇。我們的研究為更有效、更經濟地從電解中生產氫提供了一個重要的新視角，我們渴望探索這個有前途的途徑。”

由于催化增強的程度是由電流控制的，機器學習的最新進展可以用來微調應用電流的正確順序，以達到最大的輸出。該團隊的下一個階段是開發(fā)一種人工智能協(xié)議，以取代人工控制的輸入，尋找在類似催化過程中最有效的電子結構。

這篇題為《MoTe2在氫氣反應中的快速電化學激活》的論文發(fā)表在《自然通訊》雜志上。這項研究是在格拉斯哥大學、基爾大學、里斯本大學和匈牙利科學院進行的，得到了工程和物理科學研究理事會(ESPRC)和卡內基基金會的資助。