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发现某种铁锈将光源制氢效率提高了25倍

作者:admin 发布日期:2020/3/18 关注次数: 二维码分享

由于反应之后的产物只有水,氢气是非常优秀的清洁能源——只要我们能够找到成本低廉的制氢工业。现在,科学家们找到了一种用铁锈和光源来有效生产氢燃料的方法。


实验室里的生产过程仅用到了*基本的设备——水银氙气灯,水和甲醇的溶液以及一种被称为α-FeOOH的特殊类型的铁锈。研究人员在论文中指出,这种方法的效率比使用二氧化钛催化剂的现有技术高出25倍。


制造氢能源的*大挑战之一是使氢原子与其他分子分开,并使它们保持这种状态,同时避免引发氢氧爆炸。


新工艺,通过将钛换成铁锈,似乎阻止了生成的氢气与氧气的二次结合,从而使元素的分离更加容易,同时降低了爆炸的风险。


其它使氢分离(与水,甲烷或类似物质分离)的工艺,通常能量的支出和收益极不经济。


日本东京科学大学的材料科学家Ken-ichi Katsumata说:“我们对这种催化剂感到非常惊讶,因为大多数铁氧化物都无法还原氢。随后,我们分析了激活α-FeOOH的条件,发现氧是必不可少的因素,这是第二个惊喜,因为许多研究表明氧通过捕获激发的电子来抑制氢的分离。”


除了比其他催化剂更普遍(因此更便宜),这种类型的锈似乎非常稳定——研究人员报告说,它们可持续使用的时间*少都达到令人惊讶的400小时。


考虑到氢的来源是简单的废弃有机物,因此这种新方法可能会对能源系统产生巨大的影响。


无论是在汽车发动机还是发电厂中,氢燃料的*副产品就是水。这是革命性燃料*引以为傲的资本,许多科学家正在努力利用诸如水和阳光之类的丰富资源来产生氢气。


近年来,我们已经找到了几种有希望催化剂,为*提供了新的途径,但是要获得在商业上有意义的产品,尚未克服诸多挑战。


在我们制造出全氢动力的汽车之前,还需要大量研究。团队接下来的研究方向就是搞清氧气在催化过程如此重要的原因(将氧气从催化剂中移除后,实验失败了)。


Katsumata说:“氧在激活光诱导的α-FeOOH中的特定功能尚未清晰。因此,对该机制的探索是下一个挑战。”


该研究已发表在《化学-欧洲期刊》上。


本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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