麻省理工學院開發(fā)出廉價電解水催化劑

生產交通替代燃料——氫的核心是電解水反應。但這種反應需要稀有且昂貴的銥元素作為催化材料，其生產潛力受到限制。目前麻省理工學院的研究團隊開發(fā)了一種全新的稱為金屬氫氧化物-有機框架(MHOF)催化劑材料，廉價且來源廣泛。這類材料能讓工程師精確調整催化劑的結構和組成，以滿足特定化學過程的需要，催化劑性能相當或超過昂貴的傳統(tǒng)催化劑。

該團隊受金屬-有機框架(MOFs)化合物(一種由金屬氧化物節(jié)點與有機連接分子連接在一起的晶體結構)研究的啟發(fā)，通過用某種金屬氫氧化物取代這些材料中的金屬氧化物，發(fā)現(xiàn)有可能制造出精確可調的材料，這種材料具有催化劑必要的穩(wěn)定性。

Román-Leshkov教授表示：如果把這些有機連接分子放在一起，實際上形成了大片的金屬氫氧化物，這種金屬氫氧化物與有機連接分子相互銜接，形成層狀結構，具有更高的穩(wěn)定性。這種結構好處很多，可對納米結構進行精確控制，可對金屬的電子特性進行精確控制，同時非常穩(wěn)定，使用壽命更長。

雖然尚無全面的經濟分析，但這些材料主要由鎳和鐵組成，其成本僅為現(xiàn)有催化劑的1/100。與現(xiàn)有的鎳基催化劑相比，這種材料可調控能力提高了4倍，只需用不同的金屬取代化合物中的鎳即可。

這種材料有可能會為未來的發(fā)現(xiàn)提供許多重要的途徑。通過將這種材料制成極薄的膜片，然后涂在另一種材料上，可進一步降低這種材料的總成本。到目前為止，這些材料經過了小型實驗室測試，該團隊目前著力工業(yè)化問題，工業(yè)化尚需時日。