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氫是一種很有前景的清潔能源，具有替代排放溫室氣體的化石燃料的巨大潛力。雖然總水(H2O)裂解是獲得氫(H2)的最簡單的方法，但這個反應很慢，而且還不具備商業可行性。現在，科學家們已經開發出一種新型電催化劑，可以顯著提高水分解產生氫氣的效率，而且這種方法既節能又經濟。
一個多世紀以來，人類幾乎所有的東西都使用化石燃料，引發了氣候危機。現在的指令是到2050年實現凈零排放或碳中和。
氫經濟是碳中和世界繁榮的一種方式。目前，生產氫燃料最簡單的方法是電化學劈水:在催化劑(反應增強物質)存在的情況下，將電通過水來產生氫和氧。然而，這種反應非常緩慢，需要專門的條件和貴金屬催化劑，而且總體上很昂貴。因此，以低成本、節能的方式獲得高氫氣產量是具有挑戰性的。到目前為止，水裂解制氫還沒有成功商業化。
現在，韓國釜山國立大學的一個研究小組在Kandasamy Prabakar教授的帶領下，開發了一種設計新型電催化劑的方法，可以解決這些問題。他們的工作已于2021年4月6日在網上發布，并將在《應用催化B:環境》2021年9月號第292卷中以印刷版發表。
在描述這項研究時，Prabakar教授說:“如今，90%的氫是通過向大氣排放溫室氣體的水蒸氣重整過程產生的。在我們的實驗室，我們已經開發了一種基于聚合物載體的非貴金屬穩定電催化劑，它可以有效地從水中以低成本從過渡金屬磷酸鹽中生產氫和氧。”
Prabakar教授的團隊利用簡單的水熱過程，在聚苯胺(PANI)納米線陣列上以不同比例沉積鈷和錳離子，從而制造出這種電解槽。通過調節Co/Mn的比例，他們達到了反應發生的整體高表面積，并結合聚苯胺納米線的高電子導電能力，促進了該催化劑表面更快的電荷和傳質。雙金屬磷酸還具有雙功能電催化活性，可同時生產氧和氫。
在測試該催化劑性能的實驗中，他們發現其形態大大降低了反應過電位，從而提高了系統的電壓效率。作為耐久性的證明，即使在100 mA/cm2的連續制氫40小時后，其性能仍然保持一致。在1.54V的低輸入電壓下，水分裂是可能的。
除了這些優點外，過渡金屬的成本較低。事實上，該系統可以伸縮和適應應用程序的無數設置。談到未來可能的應用，Prabakar教授解釋說:“使用這種技術的水分解設備可以安裝在需要氫燃料的現場，并且可以使用低能量輸入或完全可再生能源。例如，我們可以在家里用太陽能電池板生產氫來做飯和取暖。這樣，我們就可以在2050年之前實現碳中和。”
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