不粘锅材料为绿色制氢带来突破性进展：效率提升显著，工艺简单易量产
近日，韩国蔚山科学技术院（UNIST）的研究团队在水电解制氢领域取得了重要进展。他们首次将常用于不粘锅的聚四氟乙烯（PTFE，即特氟龙）材料引入电解槽系统，结果显示，该涂层可使制氢效率提升高达40%。这项研究为低成本、高效率的绿氢生产提供了新的解决方案，相关成果发表在国际知名期刊《先进科学》上。
效率受限的关键问题：气泡阻断催化反应
在水电解制氢过程中，电流促使水分解为氢气和氧气，是当前绿色能源技术的重要组成部分。然而，该系统的效率一直受到一个物理现象的限制。
在电极表面，反应生成的氢气会形成微小气泡，这些气泡会覆盖住催化剂的活性区域，阻碍水分与催化剂接触，从而减缓整体反应速度。这种现象导致有效催化面积减少，是影响电解槽效率的核心挑战。
创新思路：在电解槽中引入“疏水”策略
为解决气泡附着的问题，UNIST团队将目光转向了日常生活中广泛应用的PTFE材料。他们并未直接对催化剂进行改性，而是针对电解槽中的多孔传输层（PTL）进行了优化。
PTL在系统中起到气体和液体传输的关键作用。研究人员采用喷涂方式将PTFE材料均匀覆盖在PTL表面。由于PTFE具有极强的疏水性，它能够有效防止氢气气泡在表面附着，使气泡如荷叶上的水珠一样迅速滑落，从而维持催化剂表面的洁净和反应效率。
更值得关注的是，研究人员仅对PTL的上部进行涂层处理，下部则保留其原有结构。这一设计巧妙地平衡了系统对水分的吸收需求与氢气的快速排出，使水分供应与气体排出实现高效协同。
“传统观点认为增强PTL的亲水性有助于水分传输，但我们的研究表明，适度疏水的PTFE涂层反而能提升氢气脱附效率，从而提高系统性能。”研究负责人柳正基教授表示。
实验成果：高效、稳定且具备工业潜力
实验结果显示，采用PTFE涂层的电解槽表现出以下优势：
- 效率显著提升：与未涂层系统相比，电流密度提升了40%，意味着氢气生成速率大幅提高。
- 运行更稳定：由于气泡附着现象减少，系统在运行过程中电压波动明显降低，整体稳定性增强。
- 工艺简便易推广：PTFE涂层工艺仅需喷涂和热处理，无需复杂纳米加工，已成功应用于面积达225平方厘米的PTL上，为工业化生产提供了坚实基础。
由于PTFE是一种成熟且易得的材料，该技术具有良好的推广前景。更重要的是，现有电解系统无需结构改动，仅需添加涂层即可实现性能提升，大大降低了应用门槛。
应用前景：从制氢到多种电化学系统的革新
该技术的突破不仅适用于水电解制氢，还可延伸至其他涉及气体析出的电化学系统，如燃料电池和金属-空气电池等领域。研究人员指出，这种防气泡附着的策略有望为新能源技术带来广泛的性能提升。
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