新型二维材料可提高电解水制氢效率

德国科研团队以二维材料MXene为基础开发出一种催化剂，可高效催化电解水过程中的一个重要化学反应，并有着良好的稳定性，可望提高电解水制氢的效率、降低成本。

MXene由过渡金属的碳化物或氮化物制成，其微观结构是一层层的分子薄膜，与单层碳原子构成的石墨烯类似，所以被称为二维材料。这类材料有着高导电性和亲水性，总表面积很大，表面特性容易调节，在电催化领域有巨大潜力。

德国亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心等机构研究人员说，他们使用碳化钒制备出MXene材料，添加铜和钴的氢氧化物以增强表面功能，得到新型催化剂。实验发现，它对电解水的析氧反应表现出较强的催化活性，连续反应12小时之后，活性甚至有所提高。相关论文发表在英国《材料化学杂志A》上。

析氧反应效率是制约电解水总体效率的关键因素之一，当前使用的催化剂主要是过渡金属如铜、钴、镍、铁等的化合物，但它们在电解环境中容易腐蚀，导电性也不理想。新型催化剂可以克服这些缺点，实验中的催化效率比纯粹的铜钴催化剂更高。

电解水制氢技术利用电能将水分解为氢气和氧气，过程中不涉及任何碳排放，是一种清洁的能源转换方式。寻找高性能、低成本的催化剂，对氢能源的大规模运用有着重要意义。