图片来源：David Tenenbaum/University of Wisconsin-Madison（威斯康星·麦迪逊大学）

光照下，Song Jin实验室中采用钴、磷和硫这几种丰富原料制成的光催化电池裂解水制氢气和氧气。图片来源：David Tenenbaum/University of Wisconsin-Madison（威斯康星·麦迪逊大学）

以氢作为燃料主要的一个障碍是需要使用铂或其他昂贵的贵金属作为催化剂来裂解水制得氢气和氧气。“在析氢反应中，现在可以用廉价的替代品来取代铂和其他贵金属了。”威斯康星·麦迪逊大学化学教授Song Jin如是说。

相关结果发表于《自然·材料》（Nature Materials）期刊上，报道了一种含磷、硫以及钴的新型制氢催化剂，其中磷和硫都是非常常见的元素，而钴要比铂便宜上千倍。据Jin的说法，这种新型催化剂的效果与铂几乎一致，是目前报道的非贵金属催化剂中催化性能最好的。

Jin的实验室长期研究的进展集中出现在采用黄铁矿及其他廉价丰富的材料来进行能量转换。Jin和他的学生Miguel Cabán-Acevedo、Michael Stone设计了这一新型高性能催化剂，用钴取代铁，接着加入磷。

除了价格低廉以外，这种新型催化剂也可纯粹由太阳光供电。通常裂解水制氢和氧所用的能源是电力，但是“利用太阳光直接裂解水显示出了很大的好处。”

“我们已经证实了利用这种钴催化剂和太阳能制氢，这种采用廉价催化剂和材料利用太阳光直接制氢的系统的效率是目前报道的相关系统中效率最高的。鉴于这种新型催化剂的效果如此之好，且如此接近铂的性能，我们立马通知WARF（威斯康星大学校友研究基金会）提交专利申请，在短短的两个星期之内就已获得了授权。”

尽管如此，这种催化剂仅仅是在实验室进行了测试，仍然存在一系列的问题，“需要考虑催化剂相对于整体系统的成本。总是需要一个平衡：如果想要最好的电解槽，仍然还是会想用铂。如果可以牺牲一点点的性能，更关心成本和可扩展性的话，那可以采用这种新型的钴催化剂。”

采用这种更加廉价、来源更加丰富的材料取代铂作为催化剂不仅仅是成本的问题，还有实用性问题。“如果考虑全球变暖这一问题，你就必须把它做大。我们认为不管是用电来制氢，还是直接用太阳光制氢，都需要数平方英里的装置，才能产生足够的氢气。或许没有足够的铂可以来做这样的装置吧。”

新材料在线编译整理——翻译：菠菜    校正：摩天轮