A * STAR的研究人员表示，可以很快找到一种低成本且简单的替代昂贵的铂基催化剂的方法，这种催化剂可以从水中产生氢气。
A * STAR材料研究与工程研究所的一个团队开发了一步法合成磷化氢，在氢析出反应(HER)中表现出良好的电化学活性。“与昂贵且稀缺的铂基催化剂不同，这些磷官能化钴催化剂因其长期稳定性和适合大规模工业实施而特别有前景，”赵兆林解释说，他与赵兆林一起领导团队。
氢是一种能量密集，清洁和可再生的燃料来源，在许多工业过程中起着关键作用，例如氨的生产以及化石燃料的加工和精炼。然而，它主要通过天然气的蒸汽重整来生产，天然气是从大量排放二氧化碳的碳氢化合物中高温提取的。
水电解和光驱水分解将氢从水中分离出来，已经成为这一过程的有吸引力的环保替代品。这些电化学方法取决于阳极处氧气的缓慢形成，伴随着阴极处的析氢反应。然而，虽然在酸性条件下已证明氢析出更容易，但为加速阳极反应而开发的电催化剂在碱性介质中显示出更高的活性。响应于此，该小组已设计出纳米结构化钴磷化物，其能够促进氢进化反应无论所述水性介质的pH值的。
研究人员编造了一种简便易用的合成方法，可以一步完成催化剂。在该一步合成中，当加热至330摄氏度时，含磷化合物直接与市售钴盐反应。这种不寻常的气固“磷化”产生含钴化合物的混合物，包括单金属和双金属磷化物，氧化物和痕量金属以及少量的气态膦。
“这些钴物种中的每一种都有望使整体HER活性受益，”Zong说，并指出大多数气固磷化反应只能以低产率得到单金属衍生物。他补充说，常规合成需要多个步骤，包括生产钴前体和随后的磷化物形成。
除了将钴基催化剂整合到水分解系统中之外，该团队目前正在研究筛选其他过渡金属盐并优化合成程序。“这些方案可以扩展到其他过渡金属盐的一步磷化，”Zong说，并补充说，对钴盐直接磷化的见解为未来大规模合成过渡金属磷化物提供了宝贵的投入。