锅具里的“不粘锅涂层”，竟能让制氢效率大涨40%

IT之家 12 月 14 日消息，研究人员发现，一种独特的涂层可显著提升制氢效率。他们透露，常用于炊具的不粘涂层 —— 聚四氟乙烯（PTFE，俗称特氟龙），能使水电解槽的制氢效率提高 40%。

研究团队表示，其创新之处在于对关键组件施加一种特殊涂层，以防止氢气气泡附着，从而实现更顺畅的氢气释放。

具体而言，该团队通过简单的喷涂工艺，将广泛应用于不粘锅的聚四氟乙烯（PTFE）涂覆于水电解槽中的多孔传输层（Porous Transport Layer, PTL）—— 这是电解槽的关键部件之一，从而实现了性能的显著提升。

研究团队指出，水电解槽通过电力将水分子分解以产生氢气。在运行过程中，氢气会在电极催化剂表面生成。然而，当氢气气泡附着在催化剂表面时，会遮蔽活性位点，阻碍反应进行，导致因有效催化表面积减少而降低整体效率。

为解决这一问题，研究团队对 PTL（负责传输氢气和水的关键组件）进行了 PTFE 涂层处理。据新闻稿介绍，这种常用于不粘炊具的材料通过简易喷涂方式施加后，可有效防止氢气气泡在多孔结构上附着，使其更容易逸出，从而维持反应的高效运行。

值得一提的是，研究团队仅对 PTL 的上半部分进行涂层处理，下半部分则保持未涂覆状态。由于 PTL 还需向催化剂供应水分，这种设计确保了水的传输不受阻碍，同时通过已涂覆区域高效排出氢气，兼顾了供水与排气的双重需求。

“通常认为提高 PTL 的亲水性有助于改善供水并提升效率，但我们的研究结果表明，疏水性的 PTFE 涂层反而能更有效地促进氢气脱附，从而提升整体性能。”韩国蔚山科学技术院（UNIST）能源与化学工程学院的柳正基（Jungki Ryu）教授表示。

实验结果令人瞩目：与未涂层的电解槽相比，采用 PTFE 涂层 PTL 的电解槽电流密度提升了 40%，表明其氢气产率显著提高。此外，由氢气气泡积聚引起的电压升高现象也明显减弱，进一步提升了系统整体效率。

IT之家注意到，研究团队还强调，该涂层工艺简单且易于规模化，仅需喷涂后进行热处理即可，无需复杂的纳米制造或繁琐的加工步骤。该团队成功展示了对面积达 225 平方厘米的大面积多孔传输层进行涂层的过程，证明了其在实际应用中的实用性。相关成果已发表于《先进科学》（Advanced Science）期刊。

“特氟龙是一种广为人知且易于获取的材料，因此该方法易于推广。由于现有电解系统无需任何改动，只需简单施加涂层即可，实施起来非常便捷。”UNIST 能源与化学工程学院的李教授（Lee）表示，“除水电解外，该方法还可拓展应用于其他涉及气体析出的电化学系统，例如燃料电池和金属-空气电池。”