元素百科介绍氢能的应用：金属玻璃电解水催化剂的研究取得了进展。新型可再生清洁能源的开发是材料领域关注的焦点。氢由于其高质量的能量密度和产品无污染的优点，已成为一种潜在的替代清洁能源，使用高性能催化剂实现低能耗水分解氢是获得氢能的主要手段之一。影响氢能应用的关键问题之一是如何提高催化剂的性能，包括催化活性及其长期稳定性。
潜在催化材料
到目前为止，已知的高催化活性材料系统，包括商用PT/C催化剂，大多以晶体结构为主体。由于其高活性点的特点与单一的亚稳定局域结构有关，很难解决其长期稳定性问题。中国科学院物理研究所研究员王卫华研究组与中国科学院北京纳米能源与系统研究所研究员孙春文研究组、北京计算科学研究中心青年千人计划研究员关鹏飞研究组合作，发现PD基非晶态合金(又称金属玻璃Metallicic) Glass, MG）作为电化学分解水的催化剂，它不仅具有优异的催化活性，并具有独特的自稳定性。金属玻璃是一种由快速冷却高温熔体形成的合金材料。其独特的微结构，即短、中、长、无序的原子排列，使金属玻璃具有高强度、高弹性、耐腐蚀、软磁性等独特的晶态合金性能，在一些高科技材料领域具有广阔的应用前景。金属玻璃是一种由快速冷却高温熔体形成的合金材料。其独特的微结构，即短、中、长、无序的原子排列，使金属玻璃具有高强度、高弹性、耐腐蚀、软磁性等独特的晶态合金性能，在一些高科技材料领域具有广阔的应用前景。PD基金属玻璃作为一种具有优异和独特性能的催化材料，可能是一种潜在的功能催化材料。
金属玻璃电解水催化研究
研究工作主要由胡远超、曹成荣、王义智、博士苏锐共同完成。Pd40Ni10Cu30P20非晶条带作为电化学分解水的催化材料，具有优异的玻璃形成能力。该材料的催化活性及其稳定性以实验与理论模拟相结合的研究模式为基础，揭示了其微观机制。研究发现，该材料具有10wt%的可用性和商用性 Pt与起始催化活性相比，/C催化剂具有更好的长期稳定性。即使循环1万周后，金属玻璃催化剂仍有较低的过电压；更重要的是，其催化活性与商用PT/C催化剂的快速衰减完全不同。即使使使用了4万秒以上，其效率仍然可以保持在100%左右。与目前文献中报道的约100种催化材料相比，金属玻璃的性能优于大多数晶体催化材料，具有独特的自稳定性。根据X射线光电子能谱、电化学阻抗谱分析和第一原理计算，发现金属玻璃表面丰富的局域结构和化学不均匀性及其演变是其优异性能的微观结构起源。第一原理的计算进一步表明，金属玻璃表面富含与局域化学元素分布相关的高活性位点，催化反应过程中的选择性合金化使反应早期阶段（Ni, P元素的减少)材料表面高活性位点的比例增加，然后呈现催化活性上升的趋势；另一方面，金属玻璃表面本征的不均匀性导致了丰富的高活性位点类型，与单一活性位点类型的晶体材料相比，它具有减缓性能衰减的优点。
