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科学家建立压电催化系统，帮助海水制氢

研发家 | 2025-05-28

华东理工大学化学与分子工程学院教授邢明阳团队联合资源与环境工程学院副教授付鹏波团队成功构建了一个先进的氧化耦合压电催化系统，并将该系统应用于压电催化海水制氢的资源化过程。基于该系统构建的中小型旋流器能耗较低，有望取代现有超声波机，成为未来实验室和工业化的首选压电催化产氢设备。最近，德国应用化学发表了相关研究成果。

压电效应是指一些材料在施加电场时受到机械应力时产生电荷或变形的现象，在传感器、换能器、环境和能源催化等领域具有应用前景。然而，在能源催化领域的实际应用中，压电效应的进一步工程化发展受到限制，因为缺乏高效反应装置和催化剂在放大过程中面临失活等问题。

研究小组在前期研究的基础上，通过大量合成硫化钼(MoS2)压电催化剂，以商品化微米铁粉(μm-Fe0是一种无机催化剂，过硫酸钾(PDS)扩展型高级氧化耦合压电催化系统已成功构建为热力学助剂。

研究小组在压电催化海水制氢资源化过程中应用了该系统，并将水力旋流器与催化系统进一步结合，构建了水力旋流激发的大规模压电催化海水制氢系统，达到0.73L/h的产氢率。

研究小组还测试了大规模压电催化过程中的宏观能量利用率。结果表明，水的机械能转化为氢能的效率达到36.82%，电能转化为氢能的效率是传统超声波机的140倍以上，能耗与工业电解水制氢技术非常相似。该系统成功保持了80%以上的催化活性，将实验系统从50毫升扩展到20L，显示了水力激发的大规模压电海水制氢潜力。