澳大利亚新南威尔士大学(University of New South Wales，简称UNSW)的化学家发明了一种新型廉价催化剂，能有效地电解水以生产清洁氢燃料。这项技术是基于在泡沫电极上涂超薄片多孔金属有机骨架(metal organic frameworks，MOF)材料，研究人员意外地发现此电极具有很高的导电性和分解水的活性。研究论文以Ultrathin metal-organic framework array for efficient electrocatalytic water splitting为题发表在Nature Communications上。
MOF阵列合成过程（来源：Nature Communications）
氢是一种可再生能源的好载体，不仅因为其来源丰富、燃烧后零排放；而且氢与其他能源如太阳能和风能相比较更容易存储，但电解水制氢生产成本高，因为迄今为止开发出的最有效的催化剂往往由贵金属如Pt、Ru、Ir组成的。
最近，UNSW研究人员开发的MOF催化剂，是由来源丰富的非贵重金属如Ni、Fe和Cu组成。MOF属于一种通用型多孔材料大家族，此类化合物具有广泛的其它潜在应用。但直到现在MOF一直被认为是不良导体，对于电化学反应并非是很有用的。一般来说，它们是由大量的粉末体构成，其催化位深深嵌入在水很难到达的微孔之中，对于水电解反应的催化作用自然无从谈起。
但是，研究团队通过创建纳米厚度的MOF阵列，能够让微孔暴露、增加电与水的接触表面积。这种独特的MOF结构，解决了导电性和跨越活化位的大问题，这是开创性的研究成果。UNSW的研究证明了MOF具有高导电性，可以挑战那些惰性电解催化剂材料的普通概念。未来MOF除了做高导电性的电解催化剂外，还有大范围应用的潜力,包括燃料存储、药物输送和碳捕获等。
此项研究的负责人Chuan Zhao副教授说：“分解水通常需要两种不同的催化剂，但我们的催化剂可同时驱动将水分解成氧和氢的两个反应。此催化剂制造方法简单方便，所以我们可以生产适应各种各样的MOF超薄纳米片阵列。相对于目前已报道的其它水电解催化剂，我们的催化剂也是最有效的。”
论文链接：https://www.nature.com/articles/ncomms15341
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