近日，科学家们合成了一种由铜、铬和硫组成的化合物催化剂，可用于氢合成，为生产比石油和天然气更环保、可能更便宜的燃料开辟了新前景。与无硫催化剂相比，该新型催化剂效率更高、经济性更强。此项研究由俄罗斯科学基金会(RSF)资助，相关成果已发表在《无机化学通讯》杂志上。

氢能被视为化石石油和天然气的良好替代品，因其可从普通水中提取，且燃烧时只产生水，不会排放二氧化碳，被认为是可再生且环保的燃料，转换为氢能有助于减少温室气体排放。

要从水中提取氢气，需使用催化剂进行氧化。在催化剂作用下，水分解成质子(氢离子)和氧气，产生的质子再在另一种催化剂作用下结合成氢分子。这些催化剂被放置在电化学电池的不同电极上，当电流流过电化学电池时，水在一个电极上分解，氢气在另一个电极上合成。以往常用的钴、铂、铱、镍等金属催化剂价格昂贵，会提高氢燃料价格，因此科学家们一直在寻找由更便宜金属制成的替代化合物，以实现高效制氢。

此次，来自俄罗斯科学院季米里亚泽夫植物生理研究所(莫斯科)的科学家与同事们合作，合成了一种以铜铬合金为基础并添加硫的催化剂。他们先将铜泡沫(一种具有大量孔隙和通道的铜结构)浸入氯化铬溶液中，先在180°C下烧结12小时，再在无氧条件下于500°C下烧结3 - 4小时。由于铜泡沫的孔隙结构，该催化剂具有较大表面积，能结合大量水分子和质子，从而提高效率。之后，科学家将所得金属板浸入硫化钠(硫源)溶液中，并在90°C下烘烤数小时，使硫附着在催化剂上，硫可提高金属的导电性和吸附能(衡量质子与催化剂之间键强度的指标)。

研究人员通过将所得板浸入水中并测量生成氢分子的速度来测试新催化剂的效率。结果显示，这种新化合物可将氢气提取的电力成本降低1.5倍。经过12小时的焙烧，含硫催化剂的效率几乎与铂催化剂相当。

该研究项目负责人、俄罗斯科学院通讯院士、俄罗斯联邦荣誉科学家、俄罗斯科学院季米里亚泽夫植物生理研究所受控光生物合成实验室负责人苏莱曼·阿拉维尔季耶夫表示：“由于高催化活性、稳定性和低成本的结合，所开发的含硫催化剂具有重要的工业应用价值。将其用于生产‘绿色’氢气，可以使氢能更加普及，从而显著降低这种环保燃料的成本。”

此外，该研究还涉及沙特阿拉伯的哈立德国王大学、法赫德国王石油矿产大学以及中国的武汉理工大学相关人员。