据英国每日邮报报道，作为宇宙里最大量存在的元素，氢具有为我们的城市提供燃料的潜力，它只会产生水和热量。虽然这看上去是个非常有前景的科技，人工创造氢却一直被认为非常困难且成本高昂。现在，一支工程师小组提出了一种解决方案：一个持续产生氢和氧的低成本的水分解器。

两个浸没在水基电解质的电极

传统的水分解器设备是由两个浸没在水基电解质的电极组成。施加在电极上的低压电流驱动了分解水分子的催化反应，在一个电极里产生氢气泡，在另一个电极产生氧气泡。每个电极都嵌有不同的催化剂，一般是铂和铱，这是两种罕见但昂贵的金属。

但是在去年，美国斯坦福大学的化学家戴宏杰（Hongjie Dai）发明了一个由不昂贵的镍和铁组成的水分解器，它们只需要普通的1.5伏电池。这一最新设备进一步促进了水电解技术的发展。“我们的水分解器非常独特，因为两个电极只使用了一种催化剂，镍-铁氧化物。”研究首席作者、斯坦福大学的研究生王浩天（Haotian Wang）这样说道。“这个双功能催化剂只需要依靠稳定的1.5伏的电输入，就可以持续分解水超过一周。在室温环境下它可以达到前所未有的82%的水分解效率。”

在传统的水分解器里，氢和氧催化剂往往需要具有不同pH值——一个酸性一个碱性——的不同电解质，从而保持稳定和活跃。“对于实际的水分解，往往需要一个昂贵的障碍物分离两个电解质，这进一步增加了这一设备的成本。”

这个过程创造了密切相连的小颗粒，因此催化剂具有非常好的导电性和稳定性

“但是我们的单一催化剂水分解器只需要一个同一pH值的单一电解质就可以高效运行。”王和他的同事发现镍-铁氧化物——非常廉价且容易生产——其实比某些由昂贵金属组成的商业催化剂更稳定。“分解金属氧化物成小的粒子会增加表面区域，并暴露大量极其小、相互连接的颗粒边界，后者会成为分解水催化反应的活跃地点。”斯坦福大学材料科学和工程的副教授崔毅（Yi Cui）这样表示。

“这个过程创造了密切相连的小颗粒，因此催化剂具有非常好的导电性和稳定性。”使用由镍和铁组成的一个催化剂从成本角度看具有重大的启示意义。“不仅是材料更便宜，只使用一个催化剂会将两套资本投资减少到一套。”崔解释道。“我们相信电化学调节可以被用于寻找氢以外的其它化学燃料的新催化剂。”