本報(bào)記者 趙萍
正是冬去春來、乍暖還寒的時(shí)候，3月的山城卻已春風(fēng)習(xí)習(xí)、花繁草綠。3月21日，全國首屆非晶態(tài)合金催化劑在催化領(lǐng)域的研究與應(yīng)用研討會(huì)召開，來自全國非晶合金、催化等相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者、企業(yè)代表等齊聚重慶，就非晶態(tài)合金在催化領(lǐng)域的最新研究成果進(jìn)行分享、交流和探討，展望了非晶態(tài)合金催化劑在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用前景，并提出了相關(guān)發(fā)展建議。
會(huì)上，多位嘉賓表示，氫氣是能量密度極高的清潔能源載體，氫能被定位為能源“搬運(yùn)工”，具有較強(qiáng)的可儲(chǔ)存能力。在目前的3種氫能中，由于灰氫、藍(lán)氫會(huì)帶來一定的污染，由電解水制備的綠氫可能是氫能的最理想狀態(tài)。但目前綠氫仍面臨生產(chǎn)成本高、缺少專用基礎(chǔ)設(shè)施、制取過程中能量損失嚴(yán)重等難題，因此，與會(huì)嘉賓提出，研發(fā)高效持久且低成本的催化劑，同時(shí)利用過剩再生能源進(jìn)一步降低綠氫成本，有助于綠氫進(jìn)入主流能源行業(yè)。
同時(shí)，與會(huì)嘉賓介紹，非晶態(tài)合金催化劑比晶態(tài)材料顯示出了更優(yōu)的催化性能，目前在水資源處理方面顯示出較好的應(yīng)用效果，或可降低電解水制氫成本，加速電解水制氫技術(shù)走向成熟。
根據(jù)相關(guān)研究成果，非晶合金結(jié)構(gòu)具有長程無序化、不飽和位點(diǎn)多、各向同性等特點(diǎn)。相較于晶體催化劑，非晶態(tài)合金催化劑有4大優(yōu)勢。一是不飽和位點(diǎn)豐富，有較高的活性位點(diǎn)密度，可吸附量大。二是受晶界和晶格限制小。三是耐蝕性強(qiáng)，在低溫時(shí)有較高的催化穩(wěn)定性。四是非晶異質(zhì)結(jié)具有高度的界面晶格失配，可觸發(fā)不尋常的電催化過程。總的來看，非晶態(tài)合金具有豐富的表面活性位點(diǎn)、獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)、化學(xué)均勻性、高殘余應(yīng)力，不會(huì)出現(xiàn)位錯(cuò)、晶界等缺陷，具有良好的耐腐蝕性等，也因此造就了其優(yōu)異的降解效率和催化穩(wěn)定性。
與會(huì)嘉賓在會(huì)上也分享了非晶薄帶催化劑、非晶納米催化劑、非晶絲材催化劑等在電解水領(lǐng)域的最新研究成果，其中Fe基非晶絲材在電解水領(lǐng)域可直接作為自支撐電極，不僅制備成本低、催化活性好、穩(wěn)定性高，還具有優(yōu)異的綜合性能。
不過，盡管我國近年來在非晶態(tài)合金催化劑領(lǐng)域取得了令人矚目的研究成果，并取得了一系列創(chuàng)新突破，但在非晶態(tài)合金催化劑的設(shè)計(jì)、制備和性能調(diào)控，特別是長期穩(wěn)定性和使用壽命等方面，仍面臨許多科學(xué)難題和挑戰(zhàn)，同時(shí)與國際先進(jìn)水平相比，在某些方面仍存在一些差距。
基于此，就如何加速非晶態(tài)合金催化劑的高質(zhì)量發(fā)展，與會(huì)嘉賓提出3點(diǎn)建議。
一是加強(qiáng)跨學(xué)科的合作與交流。發(fā)展非晶態(tài)合金催化材料需要多領(lǐng)域的知識(shí)與技術(shù)的支持，只有加強(qiáng)不同學(xué)科之間的合作和協(xié)同，才能夠在非晶態(tài)合金催化材料的設(shè)計(jì)、合成及應(yīng)用等方面取得更好的突破。
二是注重創(chuàng)新與應(yīng)用相結(jié)合。與會(huì)嘉賓認(rèn)為，要善于把基礎(chǔ)研究與應(yīng)用結(jié)合起來，只有將科學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化為真正能夠應(yīng)用到工業(yè)上的產(chǎn)品和技術(shù)，才能進(jìn)一步提高整體科學(xué)水平，形成新質(zhì)生產(chǎn)力。
三是加強(qiáng)國際間的交流與合作。催化領(lǐng)域是一個(gè)全球化的領(lǐng)域，各國之間的交流與合作對(duì)于推動(dòng)催化科學(xué)的發(fā)展具有重要的意義。
《中國冶金報(bào)》（2024年03月27日 03版三版）
