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新研究將金屬廢料轉(zhuǎn)為制氫催化劑

2024年04月18日 08:34 來源：科技日報關(guān)燈

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)

英國諾丁漢大學(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的微小臺階和凹槽紋理。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)表在英國皇家化學(xué)學(xué)會《材料化學(xué)雜志A》上。

氫是一種清潔燃料，可用于產(chǎn)生熱量或為車輛提供動力，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作催化劑。隨著全球貴金屬供應(yīng)緊張和價格不斷上漲，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凹槽上。與最先進的商業(yè)催化劑相比，新方法的鉑負載量較低。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)建了一個實驗室規(guī)模的電解槽。其運行效率為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經(jīng)濟產(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，它可在一個過程中對航空航天工業(yè)中的金屬廢料進行升級改造。

（記者張夢然）

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編輯：方琳

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