科学与工程藤田武教授，筑波大学数学与材料系副教授伊藤良一、谷本久典副教授、名古屋大学工学研究科大藤龙彦副教授组成的研究小组，开发出一种高耐用性和高抗毒性的贱金属电极，以取代直接 MCH® 法（有机氢化物电解合成）（*1）中使用的贵金属电极，由水和甲苯合成 MCH。
作为下一代能源而备受关注的氢气是一种气体，因此难以安全、大量运输。因此，使用液体甲基环己烷（MCH）作为安全有效运输氢气的载体的方法被认为是有前途的。近年来，直接MCH®法（有机氢化物电解合成法）作为一种新的MCH制造方法得到了发展。尽管该方法可以由水和甲苯一步合成MCH，但在强酸性条件下，阴极侧的甲苯会泄漏到阳极（氧化铱）侧并被氧化形成覆盖阳极表面的聚合物，从而损害电极性能。因此，为了将其投入实际应用，需要具有高催化剂耐久性和较低成本的阳极金属。
在这项研究中，我们开发了一种由九种贱金属元素组成的高熵合金电极，并成功阐明了甲苯导致催化剂中毒的机制，这是直接 MCH® 方法中阳极性能恶化的原因。
这表明苯甲酸（甲苯的氧化形式）对聚合反应有很大贡献，并且防止甲苯氧化成苯甲酸是提高阳极耐久性的关键。
当这种高熵合金（*2）用作Direct MCH®方法的阳极时，尽管与传统氧化铱相比，其初始性能需要额外的037 V电压，但它更加耐用，并且可以以低于50日元/克的低价生产，因此它被认为是氧化铱的充分替代品，并有望为大规模氢供应链的构建做出贡献。
图氧化铱和九元合金的甲苯中毒机理
分子模型中的蓝色、红色和绿色球代表碳、氢和氧。据认为，粉红色球体中部分溶解的铱离子形成苯甲酸络合物，从而导致聚合和表面涂层。
此结果于 2024 年 10 月 24 日发表在 ChemSusChem 上。
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已发表的论文
标题名称：用于甲苯直接一步加氢制甲基环己烷的抗甲苯中毒高熵非贵金属阳极（开发用于直接MCH®法的抗甲苯中毒高熵贱金属合金阳极）
作者：Aimi A H Tajuddin、Tatsuhiko Ohto、Hisanori Tanimoto、Takeshi Fujita、Atsushi Fukazawa、Yuto Shimoyama、Yoshitatsu Misu、Kaori Takano、Koji Matsuoka、Yoshikazu Ito
已出版的杂志：化学化学
发布日期：2024 年 10 月 24 日
D O 我：https://doiorg/101002/cssc202401071
术语表
*1) 直接MCH®法（有机氢化物电解合成法）
一种方法，可以通过仅使用电解槽的简单工艺实现以前复杂的 MCH 生产。在阳极，水电解产生氧气，在阴极，甲苯转化为甲基环己烷（MCH）。
*2) 高熵合金
由五种或五种以上原子量近似相等的多元元素组成的固溶体合金。据报道，机械强度和催化能力得到了显着提高，并且由于其具有牢固的键，因此对化学反应具有优异的稳定性。
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