斯坦福大學(xué)的化學(xué)工程師新近發(fā)明了一種可以加速電解反應(yīng)制取氫氣的新型催化劑，可以快速高效的利用電能制造大量高純氫氣。
　　純氫在現(xiàn)代工業(yè)中用途廣泛，通常使用天然氣制取，是一種主要的化學(xué)商品。全球每年氫氣需求量近億噸，在石油煉制和化肥生產(chǎn)等工業(yè)過程中都是不可或缺的重要原料。
　　化學(xué)工程教授Thomas Jaramillo和助理研究員Jakob Kibsgaard一直在嘗試通過電解水制作氫氣的方式來儲存太陽能。但是要想達到產(chǎn)業(yè)化的水平他們必須要找到一個更具成本效益的制取過程。
　　課堂上的電解實驗很簡單，將兩個金屬電極插入水中，電流通過電極時會打破水分子的結(jié)構(gòu)分別產(chǎn)生氫氣和氧氣氣泡，但是這種層面的電解反應(yīng)終歸只能作為展示科學(xué)技術(shù)的表演。
　　鉑是用于電解水產(chǎn)生氫的最佳催化劑。但是要實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)應(yīng)用，必須要找到更便宜更合適的電極。Jaramillo說：我們正在設(shè)計一種不用貴金屬仍能高效制作純氫的方式。
　　在德國的科學(xué)雜志《應(yīng)用化學(xué)》上，Jaramillo和Kibsgaard公布了一種便宜、耐用、高效可替代鉑的催化劑。同時他們也發(fā)現(xiàn)他們的這一成果的作用遠不止制取氫氣供給市場這么簡單。
　　現(xiàn)在市面上還沒有大規(guī)模的具有良好性價比的方案來存儲太陽能。斯坦福大學(xué)的研究人員認(rèn)為，高效電解可以通過把大量的水制成電池來儲存太陽能，白天，通過太陽能獲得的多余電力可以用于水分解來制備氫氣和氧氣，重組這些氣體再產(chǎn)生電力供夜間使用。
　　鉑金在電解過程中是完美的，但價格昂貴。好在去年斯坦福大學(xué)的工程師們發(fā)現(xiàn)了一種硫化鉬，廣泛應(yīng)用于石油化工加工的一種催化劑，具有某些指定特性并被認(rèn)定可以成為鉑的廉價替代品。
　　Jaramillo解釋說，石化領(lǐng)域也有與電解類似的工藝。因為石化礦物（如焦油砂等）中大分子所點比重較大，精練廠需要使用催化劑打破大分子的結(jié)構(gòu)。同樣，電解需要拆分水分子。斯坦福大學(xué)的工程師設(shè)法改善自己的發(fā)現(xiàn)，他們發(fā)現(xiàn)了一個奇妙的現(xiàn)象。石油加工往往涉及復(fù)雜脫硫工藝，以減少酸雨。在此過程中，某些硫原子會滲入到石油加工催化劑，這些硫反而會增加這些催化劑的活性。
　　這給了斯坦福大學(xué)的工程師們一個啟示：如果把硫原子融入到一個現(xiàn)有的工作很好的催化劑中，它會不會成為一個更好的生產(chǎn)純氫的電極呢？
　　他們最終將硫原子添加到磷化鉬中，磷化鉬是常用于加速電解反應(yīng)的一種催化劑。他們創(chuàng)造了一種新的催化劑——磷硫化鉬（？molybdenum phosphosulfide），它比用磷化鉬作為催化劑制取氫氣更加高效。
　　新的含硫催化劑非常耐用，它可以在整個工業(yè)生產(chǎn)過程中常年工作仍保持性能，就像昂貴的鉑一樣堅實可靠。
　　Jaramillo和Kibsgaard開發(fā)的磷硫化鉬（？molybdenum phosphosulfide）催化劑是一大進步，作為電解電極使用時，無論在效率還是穩(wěn)定性上它很接近于鉑。
　　目前Jaramillo和他的團隊仍在努力改進這種新的催化劑，例如他們嘗試分析這種材料在納米級別的催化反應(yīng)效率。他們還嘗試構(gòu)建基于這一材料作為未來能源存儲平臺的系統(tǒng)原型。
　　Jaramillo指出，他們的研究成果和論文是有著積極的環(huán)保意義的，但是卻是從石化行來得來的靈感！“發(fā)現(xiàn)這種不同科技領(lǐng)域之間的微妙聯(lián)系，非常令人興奮，”他說，“感覺像在觸碰著科學(xué)的神經(jīng)！”

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