科學家發現將氫燃料的製造提高25倍的方法

氫燃料的零排放有希望減少我們對化石燃料的依賴,只是生產它非常昂貴而且並需要大量的能源。 不過現在,科學家們找到了一種透過使用鐵鏽和光源來有效生產氫燃料的方法。

該設置僅使用一些基本成分,汞-氙燈發出的光、水和甲醇的溶液以及一種稱為α-FeOOH的特殊類型的鐵鏽(或氧化鐵)。 在新研究中,研究員指出這種方法產生的氫比使用二氧化鈦催化劑的現有技術高出25倍。

氫燃料生產中的最大挑戰之一是使氫原子與其他分子分開,並使它們保持這種狀態而不會炸毀整個分子。新方法將鈦換成鐵鏽,這似乎阻止了生成的氫氣與氧氣的再結合,這使元素的分離更加容易,同時降低了爆炸的風險。可燃性是氫燃料尚未流行的原因之一。 另一個是使氫分離(與水,甲烷或類似物質分離)通常要消耗比實際可用的能量還要多。

日本東京理科大學的材料科學家Ken-ichi Katsumata表示,「使用這種催化劑產生氫,讓我們感到很驚訝,因為之前不知道氧化鐵能還原為氫。隨後,我們尋找了激活α-FeOOH的條件,發現氧是必不可缺少的因素,這是第二個驚喜,因為許多研究顯示氧會透過捕獲激發的電子來抑制氫的產生。」

這除了比其他用於產生氫的催化劑更普遍(因此更便宜)之外,這種類型的銹似乎也非常穩定,研究員指出,他們能夠使實驗成功進行 400個小時,這很驚人。因為氫的來源是簡單的有機廢物,因此這種新方法可能會對能源系統有巨大的影響,這生產氫的過程變的更有效率。

無論是在汽車引擎還是發電廠中,氫燃料的唯一副產品都是水, 這樣的革命性燃料讓許多科學家都在努力試圖利用水和陽光之類的豐富資源來產生氫氣。近年來,已經看到有幾種催化劑的成功測試,不過,要能被用在商業上的挑戰尚未克服。

這項最新的研究向前邁出了重要的一步,不過,在我們可以為汽車提供氫動力之前,還需要進行大量研究。 團隊接下來要研究的是氧氣為何對生產過程如此重要(將氧氣從催化劑中移除後,實驗失敗了)。

參考資料: Chemistry – A European Journal

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