【資料圖】

IT之家 12 月 14 日消息，研究人員發現，一種獨特的涂層可顯著提升制氫效率。他們透露，常用于炊具的不粘涂層 —— 聚四氟乙烯（PTFE，俗稱特氟龍），能使水電解槽的制氫效率提高 40%。

研究團隊表示，其創新之處在于對關鍵組件施加一種特殊涂層，以防止氫氣氣泡附著，從而實現更順暢的氫氣釋放。

具體而言，該團隊通過簡單的噴涂工藝，將廣泛應用于不粘鍋的聚四氟乙烯（PTFE）涂覆于水電解槽中的多孔傳輸層（Porous Transport Layer, PTL）—— 這是電解槽的關鍵部件之一，從而實現了性能的顯著提升。

研究團隊指出，水電解槽通過電力將水分子分解以產生氫氣。在運行過程中，氫氣會在電極催化劑表面生成。然而，當氫氣氣泡附著在催化劑表面時，會遮蔽活性位點，阻礙反應進行，導致因有效催化表面積減少而降低整體效率。

為解決這一問題，研究團隊對 PTL（負責傳輸氫氣和水的關鍵組件）進行了 PTFE 涂層處理。據新聞稿介紹，這種常用于不粘炊具的材料通過簡易噴涂方式施加后，可有效防止氫氣氣泡在多孔結構上附著，使其更容易逸出，從而維持反應的高效運行。

值得一提的是，研究團隊僅對 PTL 的上半部分進行涂層處理，下半部分則保持未涂覆狀態。由于 PTL 還需向催化劑供應水分，這種設計確保了水的傳輸不受阻礙，同時通過已涂覆區域高效排出氫氣，兼顧了供水與排氣的雙重需求。

“通常認為提高 PTL 的親水性有助于改善供水并提升效率，但我們的研究結果表明，疏水性的 PTFE 涂層反而能更有效地促進氫氣脫附，從而提升整體性能。”韓國蔚山科學技術院（UNIST）能源與化學工程學院的柳正基（Jungki Ryu）教授表示。

實驗結果令人矚目：與未涂層的電解槽相比，采用 PTFE 涂層 PTL 的電解槽電流密度提升了 40%，表明其氫氣產率顯著提高。此外，由氫氣氣泡積聚引起的電壓升高現象也明顯減弱，進一步提升了系統整體效率。

IT之家注意到，研究團隊還強調，該涂層工藝簡單且易于規模化，僅需噴涂后進行熱處理即可，無需復雜的納米制造或繁瑣的加工步驟。該團隊成功展示了對面積達 225 平方厘米的大面積多孔傳輸層進行涂層的過程，證明了其在實際應用中的實用性。相關成果已發表于《先進科學》（Advanced Science）期刊。

“特氟龍是一種廣為人知且易于獲取的材料，因此該方法易于推廣。由于現有電解系統無需任何改動，只需簡單施加涂層即可，實施起來非常便捷。”UNIST 能源與化學工程學院的李教授（Lee）表示，“除水電解外，該方法還可拓展應用于其他涉及氣體析出的電化學系統，例如燃料電池和金屬-空氣電池。”