磷化鎳納米粒子可為制氫反應提速
可以和鉑的效果相媲美卻成本低廉
2013年06月17日 8:50 4348次瀏覽 來源： 科技日報 分類： 新技術(shù) 作者： 劉霞
據(jù)美國每日科學網(wǎng)站近日報道，美國賓夕法尼亞州立大學化學教授雷蒙德·薩克領導的研究團隊發(fā)現(xiàn)，由儲量豐富且廉價的磷和鎳構(gòu)成的磷化鎳納米粒子可以成為制氫反應的催化劑，為該反應提速，最新研究將讓更廉價的清潔能源技術(shù)成為可能，相關論文將發(fā)表在《美國化學會志》上。
為了制造出磷化鎳納米粒子，研究團隊使用經(jīng)濟上可行的金屬鹽進行試驗。他們讓這些金屬鹽在溶劑中溶解，并朝其中添加了另外一些化學元素，然后加熱溶液，最終得到了一種準球形的納米粒子——其并非完美的球形，因為擁有一些平的暴露的邊角。薩克解釋道：“納米粒子個頭小，但表面積很大，而且，暴露的邊緣上有大量的點可以為制氫反應提速。”
接下來，加州理工學院化學系教授內(nèi)森·劉易斯領導的科研團隊對這種納米粒子在反應中的催化表現(xiàn)進行了測試。研究人員首先將該納米粒子放在一塊鈦金屬薄片上，并將薄片沒入硫酸溶液中，隨后施加電壓并對生成的電流進行了測試。結(jié)果表明，化學反應不僅按照他們所希望的那樣發(fā)生了，效率也非常高。
薩克解釋道，磷化鎳納米粒子的主要作用是幫助人們從水中制造出氫氣，這一反應對很多能源生產(chǎn)技術(shù)，包括燃料電池和太陽能電池來說都很重要。水是一種理想的燃料，因為其廉價且豐富，但我們需要將氫氣從中提取出來。氫氣的能量密度很高且是很好的載能體，但產(chǎn)生氫氣會耗費能量。
科學家們一直在尋找廉價的催化劑以便讓水制氫反應更加實用且高效。薩克表示：“鉑可以很好地完成這件事，但鉑昂貴且稀少。我們一直在尋找替代鉑的材料。此前有科學家預測，磷化鎳會是好的‘替身’，我們的研究結(jié)果也表明，在制氫反應中，磷化鎳納米粒子的表現(xiàn)的確可以和目前鉑的效果相媲美。”
薩克說：“納米粒子技術(shù)有望讓我們獲得更廉價且更環(huán)保的能源。接下來，我們打算進一步改進這些納米粒子的性能并厘清其工作原理。最新技術(shù)有望啟發(fā)我們發(fā)現(xiàn)其他也由儲量豐富的元素組成的催化劑，甚至其他更好的催化劑。”
美國國家科學基金會和美國能源部對該研究提供了資助。
責任編輯：安子
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