电解水制氢的相关研究
摘要：近几年来，电解水制氢作为一种清洁无污染，并且不易受外部条件变化而制约的可持续循环利用的可观方法引起了研究者的关注。本文主要介绍了氢能源的研究现状、电解水制氢的反应途径以及机理、电解水催化剂研究现状和电解水催化剂的催化活性评估参数。
关键词：氢能源；电解水制氢；催化活性；催化剂
1. 引言
人类的生存和社会的发展都离不开能源。如今我国的能源结构是以传统能源为主，尤其是煤炭和石油。传统能源又称一次能源，尽管存储量巨大，但是其不可再生性、利用率低以及在使用过程中会造成温室效应、酸雨、光化学烟雾等一系列环境问题，寻找新的替代能源以有效地解决部分环境污染、能源短缺等一些社会性问题势在必行。而作为低碳和零碳能源的氢能是世界公认的清洁能源，具有储量丰富、环保、可回收利用等特点，是最有希望取代化石能源的新能源之一。近几年来，电解水制氢是研究热点。电解水制氢成本低、无污染且可持续，是替代化石燃料的理想新能源，但是存在着电能消耗大以及实际生产所需电压总是高于理论所需电压等问题[1,2]。电解水制氢的关键是催化剂的选择，尽管目前发现贵金属Pt具有最佳的电催化析氢的能力，但是由于存储量少、价格昂贵等原因无法得到大规模推广使用。因此具有高稳定性、低成本和优异的催化活性特点的TMD逐渐取代贵金属Pt。其中，钼基电催化材料因具有高的催化活性、较好的导电性、较高的稳定性、对酸碱有相对较好的耐受性以及成本低廉，被广泛应用在电解水制氢的研究当中[3]。
2. 氢能源的研究现状
2.1 氢能源简介
氢能源作为一种理想的新的含能体能源，它具有重量最轻、导热性最好、储量丰富、可回收利用、具有理想的发热值、燃烧性能好、环保、利用形式多样、多种形态、耗损少、利用率高、运输方便等特点。尽管目前有各种各样的制氢方法，但是大部分都有大规模开发利用的高成本的问题[4]。目前常用的制氢的方法有电解水制氢、生物制氢、各种矿物质燃烧制氢、其他合氢物质制氢以及各种化工过程产氢气的回收等。但电解水制氢是最有效和可再生的制氢方法之一。
2.1.1 生物制氢
