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新催化劑讓制氫過程CO排放接近零

時(shí)間:2013-5-28閱讀:177
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新催化劑讓制氫過程CO排放接近零
據(jù)美國每日科學(xué)5月22日(北京時(shí)間)報(bào)道,美國杜克大學(xué)的工程師在制氫反應(yīng)中使用了新催化劑。結(jié)果表明,新方法能在產(chǎn)生氫氣的同時(shí)將一氧化碳(CO)的濃度降低到接近零,而且進(jìn)行新反應(yīng)所需的溫度也比傳統(tǒng)方法低,因此更實(shí)用。研究發(fā)表在5月的《催化學(xué)報(bào)》上。

  盡管氫氣在大氣中*,但制造并收集分子氫用于交通運(yùn)輸和工業(yè)領(lǐng)域的成本非常高,過程也相當(dāng)復(fù)雜。目前大多數(shù)制氫方法會(huì)產(chǎn)生對(duì)人和動(dòng)物有毒的一氧化碳。

  的一種制造可再生能源的方法,是使用從生物質(zhì)中提取的以乙醇為基礎(chǔ)的原材料,比如甲醇。當(dāng)甲醇用蒸汽處理后,會(huì)產(chǎn)生一種可用于燃料電池的富含氫氣的混合物。該研究論文的*作者、杜克大學(xué)工程學(xué)院機(jī)械工程和材料學(xué)助理教授尼克·霍特茲說:“這一方法的主要問題也是會(huì)產(chǎn)生一氧化碳,而且少量一氧化碳很快就能破壞對(duì)燃料電池性能至關(guān)重要的電池膜上的催化劑。”

  霍特茲實(shí)驗(yàn)室的研究生提提雷約·索迪亞表示:“現(xiàn)在,人人都希望能用可持續(xù)且污染盡可能少的方法制造出有用的能源以取代化石燃料。我們的zui終目的是制造出供燃料電池使用的氫。與傳統(tǒng)方法使用金納米粒子作為*的催化劑不同,我們的新反應(yīng)使用金和氧化鐵納米粒子的組合作為催化劑。新方法可以持續(xù)不斷地制造出氫氣,產(chǎn)生的一氧化碳濃度僅為0.002%,而副產(chǎn)品是二氧化碳和水。”

  索迪亞解釋道:“人們一直認(rèn)為,氧化鐵納米粒子僅僅是盛放金納米粒子的‘容器’,金納米粒子才為反應(yīng)負(fù)責(zé)。但我們發(fā)現(xiàn),增加氧化鐵的表面積可以顯著增加金納米粒子的催化活性。”

  研究人員讓新反應(yīng)進(jìn)行了200多個(gè)小時(shí),發(fā)現(xiàn)催化劑減少富含氫氣的混合氣體內(nèi)一氧化碳數(shù)量的能力并未下降。

  索迪亞承認(rèn):“目前,我們還不知道新反應(yīng)內(nèi)含的機(jī)制是什么。盡管金納米粒子的大小對(duì)反應(yīng)來說非常關(guān)鍵,但未來的研究應(yīng)專注于氧化鐵粒子在化學(xué)反應(yīng)中的作用。”

  總編輯圈點(diǎn)

  作為可再生能源,氫氣在效率、環(huán)保等多方面具有*的優(yōu)勢(shì)。然而,工業(yè)制氫畢竟不像在實(shí)驗(yàn)室中電解水那么簡單,它需要經(jīng)濟(jì)的制備方法、便利和安全的存儲(chǔ)運(yùn)輸。當(dāng)前zui可行的方法便是甲醇制氫,即把氫氣“裝入”甲醇,通過管道、油罐車運(yùn)輸存儲(chǔ),用時(shí)再通過化學(xué)反應(yīng)提取氫氣。新型催化劑是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、、安全的制氫反應(yīng)的關(guān)鍵,我們期待本項(xiàng)研究能夠盡快實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,消除“氫經(jīng)濟(jì)”的zui大障礙,讓清潔能源盡早走入生活。

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