高熵研究優化電解水效能 成大登上國際期刊

成大材料科學及工程系特聘教授丁志明團隊研發新穎高熵甘油酸材料,登上國際期刊。   (成大提供)

記者羅玉如∕台南報導

高熵材料以高熵合金、高熵陶瓷為研究大宗,高熵高分子應用屬待琢磨的璞玉領域。成功大學材料科學及工程系特聘教授丁志明研究團隊,發揮高熵材料研究專長,將常見的食品添加物甘油淬煉成新穎高熵甘油酸材料,提升潔淨能源電解水中關鍵陰極的催化效果。突破性研究成果日前於國際頂尖期刊《Advanced Science》發表。

丁志明表示,高熵材料應用在合金、陶瓷等領域,一再突破原有材料應用瓶頸,十分具有開創性。以材料結晶結構而言,甘油酸鋅符合電解水中關鍵陰極所需的催化劑條件。丁志明團隊採用鐵、鈷、鎳、銅、錳等具催化效應的金屬取代鋅,以甘油酸為基底,成功製造出含一元金屬到五元金屬的催化劑。

實驗證實,使用越多的金屬元素取代鋅,不但會產生協同作用,發揮金屬元素互補與加乘效應。催化劑結構亂度隨之升高,更可進一步提升電解水效能。

丁志明一年前開始研究高熵高分子,從材料結構發現,運用高熵材料混合多種金屬元素,具開創全新材料特性優勢。其團隊研發出含有五種金屬的新穎高熵甘油酸材料,把食品添加劑變成提升電解水陰極用的高效催化劑,驗證高熵材料有助發展潔淨能源關鍵應用技術。

電解水裂解產生氫,電力來源可依靠太陽能、風力等再生能源。如何提升電解水裂解產生氫的轉換效率、降低價格,是當前科學家熱門研究議題。丁志明團隊的研究成果,呼應聯合國永續發展目標第七項「人人負擔得起的潔淨能源」,開啟電解水裂解產生氫的嶄新局面,為全球潔淨與永續能源議題,貢獻專業學術能量。