催化劑通常能使電解水的活化能大大降低，從而降低電解水的過(guò)電勢(shì)。催化劑的優(yōu)劣決定了電解水所需要的總電壓以及電能轉(zhuǎn)換為氫能的轉(zhuǎn)化效率。比如，兩根石墨電極組成的電解池通常需要大于2 V的電壓才能產(chǎn)生氫氣和氧氣，因?yàn)槭皇抢硐氲拇呋瘎鴥善讳P鋼電極組成的電解池需要大約1.6-1.8V的電壓就能產(chǎn)生氫氣和氧氣。研究新型的催化劑來(lái)增加能量轉(zhuǎn)換效率是能源領(lǐng)域十分受關(guān)注的焦點(diǎn)。
在酸性環(huán)境中，鉑是析氫反應(yīng)的催化劑，幾乎沒(méi)有任何過(guò)電勢(shì)以及非常小的塔菲爾斜率(電流增加10倍所需要的額外電壓)，是幾乎理想化的催化劑，但是由于鉑貴金屬資源稀缺，科學(xué)家正在尋找一些廉價(jià)催化劑(過(guò)渡金屬硫化物，碳化物以及磷化物)。氧化銥是析氧反應(yīng)的催化劑，但是同樣依賴于稀缺資源，同時(shí)由于高電位以及酸性環(huán)境，極少物質(zhì)能能同時(shí)展現(xiàn)析氧反應(yīng)催化活性和穩(wěn)定性，所以目前為止還沒(méi)有找到氧化銥的替代品。
在堿性環(huán)境中，鉑和氧化銥依然是很好的催化劑，但是由于氧化物和氫氧化物在堿性環(huán)境的穩(wěn)定性，能有更多低原子數(shù)過(guò)渡金屬化物的選擇。比如，鎳基合金展現(xiàn)出了優(yōu)良的析氫反應(yīng)的催化活性和穩(wěn)定性，鎳鐵基復(fù)合材料和一些鈣鈦礦材料展現(xiàn)出了優(yōu)良的析氧反應(yīng)的催化活性。

標(biāo)簽：電解水催化劑