波鸿鲁尔大学(Ruhr-UniversitätBochum)的化学家开发出一种将催化剂粉末紧密固定在电极表面上的新方法。目前，通过气体放出反应在催化剂膜上引起的高物理应力妨碍了粉末基催化剂的应用。所开发的技术对于通过水电解产生氢气可能是有意义的。一个由Corina Andronescu博士，Stefan Barwe和电化学科学中心的Wolfgang Schuhmann博士组成的团队在Angewandte Chemie的国际版中报道了这一点。
“催化剂合成通常以纳米粒子为目标，以达到高表面积，”Wolfgang Schuhmann解释说。然而，纳米粉末在电极上的紧密且稳定的固定仍然具有挑战性。适用于酸性介质中使用的电极的催化剂粘合剂。由于缺乏合适的替代品，这种粘合剂通常部署在碱性环境中。然而，在碱性电解质中使用这些粘合剂材料的主要缺点是它们本质上不稳定且电绝缘，因此基本上阻碍了许多高活性和潜在工业上令人感兴趣的粉末催化剂的应用。
聚合物转化为碳
波鸿团队提出了一种在金属表面固定紧密粉末催化剂的新方法。他们使用特定的有机聚合物，即聚苯并恶嗪，在约500摄氏度的温度下转化为碳。将聚合物与粉末催化剂一起施加在镍电极的表面上，随后在高温下加热。在热处理时，聚合物转变成嵌入粉末催化剂颗粒的碳基质。
独特之处在于使用过的聚合物的选择。聚苯并恶嗪具有高度热稳定性，在较高温度下表现出接近零的收缩率。在没有氧气的情况下，它们会碳化，产生高残留的焦炭。
易于生产
“我们希望所提出的方法也可能适用于工业规模，尽管尚未得到验证。但是，必要的程序已经很好地建立，”Schuhmann说。原则上，它与绘制汽车门的技术相同。“催化剂和聚合物的混合物可以喷在电极表面上，然后转移到烤箱中，”科学家说。电化学科学中心的团队已经在实验室规模上对此进行了测试。
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