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均匀含有14种元素的超多元催化剂开发成功!可用作电解水的电极催化剂

 要点

  • 此前,由10种或更多元素均匀组成的合金难以制备。
  • 成功开发了一种均匀含有14种元素的“纳米多孔超多元催化剂”,该催化剂可通过简单方法制备,即制备含有14种元素的铝合金,并优先将铝溶解在碱性溶液中。
  • 由于多元素叠加效应(鸡尾酒效应),其作为用于电解水的电极材料具有优异的性能,因此今后有望应用于各个领域。

概要

在日本JST(日本科学技术振兴机构)的战略性创造研究推进事业中,研究小组成功开发出一种在原子水平上均匀混合了14种可用作催化剂的元素的“纳米多孔超多元催化剂”。

该催化剂的制备方法简单,可以通过脱合金法实现,选择性地腐蚀并洗脱合金中的特定元素。只需制备含有14种元素的铝合金,并优先将铝溶解在碱性溶液中就可以制备出纳米多孔超多元催化剂。通过这种方法,可以形成孔径为约5纳米,具有较大比表面积(物体单位质量的表面积)的纳米多孔结构,与此同时,发现铝以外的不溶于碱性溶液的元素将会聚集在一起,从而形成在原子水平上14种元素均匀分布的固溶体合金。

此外还发现了由于多元素叠加效应(鸡尾酒效应),纳米多孔超多元催化剂作为用于电解水的电极材料具有优异的性能。由于其含有多种元素,今后有望朝着多功能和多潜能催化剂的方向发展。

研究背景与经过

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