「新科技」韩国科技界在氢能技术上的新进展

发展新能源 保护自然环境 （图片来自网络）

人们为了解决全球变暖所带来的环境问题和能源危机，试图摆脱以化石燃料为中心的能源系统，转向环保和可持续的氢能的研究在全球范围内方兴未艾。 氢之所以能成为环保型的未来能源，就是因为它可以从水中获得。

但是到目前为止，由于通过电解水来制氢的方式相对生产成本较高，因此大部分的氢是从石油提炼过程中产生的副产品中得到的。问题是，无论在哪种制氢方法中都会用到催化电极。当前使用的催化电极都有金属铂的成分，这就必然拉高了制氢的成本。

金属铂也称为“白金”，不仅价格昂贵，而且属于稀有金属，在地球上储量也很少。因此，必须克服这个瓶颈，才能够让氢能源得到普及。根据韩国网站“热门经济”的报道，最近韩国的科学家在这方面取得了可喜的成绩。

韩国科学技术院(KAIST) （图片来自网络）

▲ 韩国科学技术院(KAIST)新材料工程系赵银爱（조은애）教授的科研团队研发出来了一种水电解氢的电极，使用这种电极，可以减少催化电极内的50%的贵金属。在目前的水电解氢的工艺中，要用到一种叫做“铱”的贵金属，它在地球上的储量只有白金的十分之一。采用研究团队的工艺，不仅铱的用量减少了50%，而且性能也不比现有的催化电极的效果差。

浦项工科大学 （图片来自网络）

▲ 浦项工科大学新材料工程系金钟圭（김종규）教授的研究团队提出了利用价格便宜，且容易买到的镍作为催化电极，高效生产氢的方法。研究团队利用最佳物质和最佳的纳米结构组合，成功研制出“三元纳米弹簧阵列结构”催化电极，它具有高活性和高安定性的特点，而且价格便宜，可以完全取代白金。通过检验认定，这种纳米弹簧阵列结构比目前使用的镍薄膜催化电极，能够减少4倍以上的过载电压，大大提高氢的生产效率。

用金钟圭教授的话说，该项研究不仅为可持续的新型再生能源-氢燃料转换系统的高效化和实用化奠定了学术基础，而且开启了实用化的大门，所以具有重大意义。它除了可以应用于水电解氢工艺之外，还可以作为核心概念，应用在二氧化碳还原技术，光能转换系统，燃料电池技术的研发上面。

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▲ 光州科学技术院李在荣（이재영）教授研究团队没有使用白金系列的贵金属，而是使用钴作为基础金属开发出了一种催化电极，它具有表面宽大的多边结构，而且具有活性，有益于能量转换。研究表明，得益于反应中扩张的活性，优化了的对于反应物的吸附能力，新研发的催化电极的水电解氢的效果提高了13%，与之前的电量消耗相比，增加了产氢量。

▲ 韩国科学技术研究院(KIST)氢燃料电池研究团的刘成钟（유성종）博士研究团队研发出了不使用铂的非金属材料催化电极。该催化电极解决了被认为是转移金属系材料受到限制的高腐蚀性问题，比现有催化电极的耐久性能提高了26倍以上。

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▲ 此外，蔚山科学技术院(UNIST)金建泰（김건태）、郭尚圭（곽상규）和白钟范（백종범）教授研究团队也利用廉价的碳化合物和金属钌开发出了具有优秀稳定性的催化电极，提高了社会对于对氢能源商用化的期待感。

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