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新研究將金屬廢料轉(zhuǎn)為制氫催化劑

來源:科技日?qǐng)?bào) 時(shí)間:2024-04-18 14:50:59

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英國(guó)諾丁漢大學(xué)化學(xué)學(xué)院和工程學(xué)院的一組研究人員發(fā)現(xiàn),金屬加工的副產(chǎn)品——金屬屑的表面具有納米級(jí)的微小臺(tái)階和凹槽紋理。這些結(jié)構(gòu)可錨定鉑或鈷的原子,從而形成一種新型水電解制氫催化劑。該研究發(fā)表在英國(guó)皇家化學(xué)學(xué)會(huì)《材料化學(xué)雜志A》上。


廢金屬屑可轉(zhuǎn)化為高效催化劑制取氫氣。圖片來源:諾丁漢大學(xué)


氫是一種清潔燃料,可用于產(chǎn)生熱量或?yàn)檐囕v提供動(dòng)力,其燃燒的唯一副產(chǎn)品是水蒸氣。


水電解是最有前途的綠色制氫途徑之一,但其制備過程中需要鉑等稀有且昂貴的元素來做催化劑。隨著全球貴金屬供應(yīng)緊張和價(jià)格不斷上漲,人們迫切需要找到替代傳統(tǒng)電催化劑的新方法。


此次,研究人員利用磁控濺射在金屬切屑表面產(chǎn)生“鉑原子雨”。然后,這些鉑原子聚集成納米顆粒,緊密貼合在切屑納米級(jí)凹槽上。與最先進(jìn)的商業(yè)催化劑相比,新方法的鉑負(fù)載量較低。通過將28微克的貴金屬“撒”在1平方厘米的切屑上,研究人員創(chuàng)建了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的電解槽。其運(yùn)行效率為100%,每分鐘僅用一塊切屑即可產(chǎn)生0.5升氫氣。


研究人員表示,由切屑制成的電催化劑有可能對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生巨大影響。新技術(shù)解決了兩大問題。首先,它能使用盡可能少的貴金屬來生產(chǎn)綠氫;其次,它可在一個(gè)過程中對(duì)航空航天工業(yè)中的金屬廢料進(jìn)行升級(jí)改造。(張夢(mèng)然)


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