据国外媒体报道,加州大学圣克鲁斯分校(UCSC)的化学家通过一种简单的方法制造了铝纳米粒子,在环境条件下分解水并快速产生氢气。
(来源:UCSC)
铝是一种高活性金属,它可以从水分子中夺取氧气,产生氢气。但是,在湿产品中使用大量的铝不会造成任何危险,因为铝会立即与空气反应,形成氧化铝涂层,从而阻止进一步的反应。
多年来,研究人员一直希望找到一种经济有效的方法,利用铝的反应性生产清洁的氢燃料。UCSC的一项新研究表明,使用镓和铝的复合材料可以很容易地生产铝纳米颗粒。这种颗粒在常温下能与水快速反应,产生大量氢气,反应后的镓易于回收。理论上,复合材料中所有铝的反应可以产生90%的理论氢气产量。UCSC大学的化学教授Scott Oliver说:“氢在没有任何能量输入的情况下疯狂地产生。我从来没见过这种事。”
铝和镓与水的反应自20世纪70年代就已为人所知。因为镓是一种熔点非常低的金属,当稍高于室温时,镓变成液体,可以去掉氧化铝的钝化涂层,这样铝就可以和水直接接触了。这项新研究提出了几项创新和发现,有望投入实际应用。目前这项技术正在申请美国专利。
以前的研究使用铝和镓的富铝混合物,在某些情况下使用更复杂的合金。该校化学和生物化学教授巴克坦·辛格拉姆(Bakthan Singaram)的实验室发现,富镓复合材料可以增加产氢量,而且产氢率很高。研究人员认为,这种富含镓的合金肯定具有独特的优势。奥利弗认为,铝纳米颗粒的形成是氢气产量增加的原因。该实验室的研究人员使用扫描电子显微镜和X射线衍射在纳米水平上表征合金。结果表明,在3:1镓铝复合物中形成的铝纳米颗粒是最佳的产氢比。
在这种富含镓的复合材料中,镓不仅可以溶解氧化铝涂层,还可以将铝分离成纳米颗粒。辛加兰姆说:“镓对纳米颗粒的分离可以防止它们聚集成更大的颗粒。人们一直致力于制造铝纳米粒子,现在可以在正常大气压和室温下生产。”
这种复合材料的制造可以通过手工混合很容易地完成。奥利弗说:“这种方法使用了少量的铝,以确保它以分散纳米颗粒的形式溶解在大多数镓中。这一过程可以产生更多的氢气,几乎接近基于铝量的理论值,并使镓更容易回收。”
这种复合材料可以是现成的铝材,包括用过的铝箔或铝罐。而且这种材料可以用环己烷覆盖,防止受潮,从而实现长期储存。辛加兰姆说,地球上的镓并不丰富,也相对昂贵,但这种金属可以回收并重复使用多次,而不会失去其有效性。然而,这一过程是否能推广到商业制氢应用还有待观察。据国外媒体报道,加州大学圣克鲁斯分校(UCSC)的化学家通过一种简单的方法制造了铝纳米粒子,在环境条件下分解水并快速产生氢气。
(来源:UCSC)
铝是一种高活性金属,它可以从水分子中夺取氧气,产生氢气。但是,在湿产品中使用大量的铝不会造成任何危险,因为铝会立即与空气反应,形成氧化铝涂层,从而阻止进一步的反应。
多年来,研究人员一直希望找到一种经济有效的方法,利用铝的反应性生产清洁的氢燃料。UCSC的一项新研究表明,使用镓和铝的复合材料可以很容易地生产铝纳米颗粒。这种颗粒能与水反应……常温下反应时间短,产生大量氢气,反应后的镓易于回收。理论上,复合材料中所有铝的反应可以产生90%的理论氢气产量。UCSC大学的化学教授Scott Oliver说:“氢在没有任何能量输入的情况下疯狂地产生。我从来没见过这种事。”
铝和镓与水的反应自20世纪70年代就已为人所知。因为镓是一种熔点非常低的金属,当稍高于室温时,镓变成液体,可以去掉氧化铝的钝化涂层,这样铝就可以和水直接接触了。这项新研究提出了几项创新和发现,有望投入实际应用。目前这项技术正在申请美国专利。
以前的研究使用铝和镓的富铝混合物,在某些情况下使用更复杂的合金。该校化学和生物化学教授巴克坦·辛格拉姆(Bakthan Singaram)的实验室发现,富镓复合材料可以增加产氢量,而且产氢率很高。研究人员认为,这种富含镓的合金肯定具有独特的优势。奥利弗认为,铝纳米颗粒的形成是氢气产量增加的原因。该实验室的研究人员使用扫描电子显微镜和X射线衍射在纳米水平上表征合金。结果表明,在3:1镓铝复合物中形成的铝纳米颗粒是最佳的产氢比。
在这种富含镓的复合材料中,镓不仅可以溶解氧化铝涂层,还可以将铝分离成纳米颗粒。辛加兰姆说:“镓对纳米颗粒的分离可以防止它们聚集成更大的颗粒。人们一直致力于制造铝纳米粒子,现在可以在正常大气压和室温下生产。”
这种复合材料的制造可以通过手工混合很容易地完成。奥利弗说:“这种方法使用了少量的铝,以确保它以分散纳米颗粒的形式溶解在大多数镓中。这一过程可以产生更多的氢气,几乎接近基于铝量的理论值,并使镓更容易回收。”
这种复合材料可以是现成的铝材,包括用过的铝箔或铝罐。而且这种材料可以用环己烷覆盖,防止受潮,从而实现长期储存。辛加兰姆说,地球上的镓并不丰富,也相对昂贵,但这种金属可以回收并重复使用多次,而不会失去其有效性。然而,这一过程是否能推广到商业制氢应用还有待观察。
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