MXene类材料有许多优点。由HZB化学家Michelle Browne领导的一个国际团队现在已经证明，适当功能化的MXenes是电解水分解中析氧反应的优秀催化剂。它们比目前最好的金属氧化物催化剂更稳定、更有效。该团队目前正在柏林的x射线源BESSY II和法国的Soleil同步加速器上广泛地表征这些MXene催化剂用于水分裂的特性。
绿色氢被视为未来的能源存储解决方案之一。这种气体可以用一种气候中性的方式生产，利用太阳能或风能通过电解水分解。当一个电极产生氢分子时，氧分子在另一个电极形成。析氧反应(OER)是电解过程中的限制因素之一。需要特殊的催化剂来促进这一反应。例如，OER催化剂的最佳候选者是镍氧化物，它价格低廉且广泛可用。然而，它们在电解槽的碱性水中很快被腐蚀，它们的导电性也有很大的不足。这阻碍了低成本、高性能电解槽的发展。
MXene作为催化剂
一种新的材料可以提供一种替代方案:MXenes，一种由钛或钒等金属与碳或氮结合而成的层状材料。这些MXenes具有巨大的内部表面积，无论是储存电荷还是作为催化剂，都可以发挥巨大的作用。
由米歇尔·布朗博士领导的一个国际团队现在已经研究了MXenes作为析氧反应催化剂的用途。博士生Bastian Schmiedecke通过将铜和钴氢氧化物对接到MXenes表面，将其化学“功能化”。在初步测试中，用这种方法生产的催化剂被证明比纯金属氧化物化合物效率高得多。在连续运行过程中，催化剂无降解现象，效率有所提高。
在BESSY II测量
与Namrata Sharma和Tristan Petit一起在BESSY II x射线源进行的测量显示了为什么这种方法如此有效:“我们能够使用Maxymus光束线来发现MXene样品的外表面与内部有何不同，”Schmiedecke解释说。研究人员结合扫描电子显微镜(SEM/TEM)， x射线衍射(XRD)， x射线光电子能谱(XPS)， x射线透射显微镜(STXM)和x射线吸收近边结构(XANES)来进一步了解材料。
展望:在co下观察ntinuous负载
“我们已经能够证明MXenes作为电解槽催化剂的巨大潜力，”米歇尔·布朗说。与来自爱尔兰都柏林三一学院和布拉格化学与技术大学的合作团队将继续合作。除了MXene催化剂的进一步化学变化外，该团队还计划在常规电解槽中连续运行测试这种催化剂。
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希望本篇文章《MXenes被证实为环保氢气生产的高效催化剂》能对你有所帮助！
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